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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einfacher Präzisionsgleichrichter


Autor: Rainer (Gast)
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Suche eine Schaltung, die eine Sinus-Wechselspannung in eine mit einem 
A/D Umsetzer messbare Gleichspannung Wandelt.

Anforderungen:
Nur 5V vorhanden, d.h. keine negative Spannung
Ausgangsspannung muss linear zur Wechselspannung sein

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Rainer (Gast)

>Suche eine Schaltung, die eine Sinus-Wechselspannung in eine mit einem
>A/D Umsetzer messbare Gleichspannung Wandelt.

>Anforderungen:
>Nur 5V vorhanden, d.h. keine negative Spannung

Muss man halt mit VCC/2 als virtuelle Masse und mit AC-Kopplung 
arbeiten. Und ein Rail to Rail OPV wäre auch nicht schlecht.

>Ausgangsspannung muss linear zur Wechselspannung sein

http://sound.westhost.com/appnotes/an001.htm

MFG
Falk

Autor: MaWin (Gast)
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Es reicht also ein Einweggleichrichter.
Da du NATÜRLICH keine Angabe zur Grösse der Wechselspannung gemacht 
hast, nehm ich mal 230V an.

Da tut es eine Diode, und ein belastetes RC-Glied um den Mittelwert zu 
bilden.

     1N4148
230V --|>|--+
            |
           220k
            +---+---
            |   |
           2k2 1uF
            |   |
N Masse ----+---+---

irgendwelche Fragen ?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  MaWin (Gast)

>irgendwelche Fragen ?

1N4148 an 230V Netzspannung? Hmm?
2k2 und 1uF machen eine Zeitkonstante von 2,2ms, ob das für eine 
Mittelwertbildung von 50Hz reicht?

Autor: MaWin (Gast)
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Ok :-) 1M und 100M sind mir eh lieber :-) aber eine 1N4004 wird 100M 
nicht rückwärts sperren...

Autor: Andreas K. (derandi)
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Hab ich garnicht mitgekriegt, das er die 230V bestätigt hat...

Autor: Landstreicher (Gast)
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Da sich 'Einfach' und 'Präzision' gegenseitig ausschließen, kann man 
hier keine Empfehlung geben.

Die Apps von Falk sind zwar präzise aber nicht einfach.

Der Vorschlag von MaWin ist einfach aber nicht präzise.

Also alles mal wieder vergebene Liebesmüh'.

Gute Nacht!

Autor: Rainer (Gast)
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Spannung: 0 - 2V~
Einfach im Bezug auf wenige Bauteile, es reicht eine Halbwelle 
(präzisions) gleichzurichten.
Die Spannung entsteht an einem Stromwandler, der bis zu 400A messen kann 
und dabei einen Strom von maximal 5A rausgibt (übersetzt). An einem 0,4 
Ohm Widerstand ergibt das maximal 2V.
Oben habe ich vorgetragen, dass die DC-Ausgansspannung linear zur 
Wechseleingangsspannung am 0,4Ohm Widerstand sein muss um das dann mit 
einem A/D Converter zu messen. Die Eichung des Messwerts erfolgt 
separat.
Beide Halbwellen müssen nicht gewandelt werden. Vielleicht geht das mit 
einem Rail to Rail OP, der dann eben eine Halbwelle 
präzisionsgleichtichtet.
Ähnlich wie hier: http://www.redur.de/003_9_3.htm
Wie gesagt steht momentan nur +5V zur Verfügung.

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Sind die 2V Effektivwert oder max. Spitzenspannung.
Wenn Du die Einweg gleichrichtest brauchst Du hinter der Gleichrichtung 
einen Tiefpass mit einer Zeitkonstante die mindestens (eher mehr) eine 
Größenordnung über der niedrigsten Frequenz liegt.
Entsprechend langsam passt sich der Messwert an geänderte Werte an!
Alternativ brächte man einen Spitzenwertgleichrichter, den man nach 
jeder AD Wandlung resettet. Dann ist es aber wieder nicht mehr einfach.
Wie schon ein Vorredner sagt: Präzise und einfach schliesst sich aus.
Und Du brauchst wesentlich mehr Eckdaten:
Wie Präzise?
Welche Frequenz?
Welche max. Einschwingdauer auf die geforderte Genauigkeit?
etc pp

Autor: Raik C. (raik_c)
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moin,

http://www.digchip.com/datasheets/parts/datasheet/...

Figure 19 sollte machen, was du willst.


Raik

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Rainer (Gast)

>Spannung: 0 - 2V~

Macht 2,8V Spitze oder 4,6Vpp. Wird knapp mit 5V, könnte aber gerade 
noch so gehen.

>Einfach im Bezug auf wenige Bauteile, es reicht eine Halbwelle
>(präzisions) gleichzurichten.

Naja, wir reden hier nicht wirklich von vielen Bauteilen. Ich hab vor 
einiger Zeit die Schaltung aus Figure 6 aufgebaut. ACHTUNG!!! Es fehlt 
der Kondesator C1 aus der Figure 5! Den braucht man, je nach OPV und 
dessen interner Kompensation.

>einem A/D Converter zu messen. Die Eichung des Messwerts erfolgt
>separat.

Wahrscheinlich eher eine Kalibrierung ;-) Eichen tut nur das Eichamt für 
viel Geld.

>Beide Halbwellen müssen nicht gewandelt werden.

Hat aber Vorteile, vor allem bezüglich der anschliessenden Filterung. 
Und ist auch nicht wirklich aufwändig, Doppel-OPVs sind schon erfunden. 
Dahinter ein aktiver Filter 2. oder 4. Ordung mit vielleicht 5Hz oder 
so, fertig ist die Signalaufbereitung.

@Raik C. (raik_c)

>Figure 19 sollte machen, was du willst.

Das ist aber entgegen der Unterschrift KEIN full wave rectifier. Sondern 
ein einfacher Einweggleichrichter. Und Figure 17 ist auch Unsinn. Nicht 
alles glauben was so geschrieben steht.

MFG
Falk

Autor: Raik C. (raik_c)
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moin

@Falk

laut Threadüberschrift ist ein einfache Präzisionsgleichrichter gefragt 
und genau das macht Figur 19

raik

Autor: Landstreicher (Gast)
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Für einen sauberen, idealen Netzsinus ist dieser Gleichrichter sicher 
brauchbar. Aber welcher Netzsinus ist schon sauber.
Die Verbreitung von TRMS-Multimetern hat schon ihre Gründe.

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
> Dahinter ein aktiver Filter 2. oder 4. Ordung mit vielleicht 5Hz oder
> so,

Hmm, irgendwie fehlt mir da ne Info. Wo hat der TE eigentlich gesagt daß 
er 50Hz hat? Ich habe nur das gefunden:

Rainer schrieb:
> Suche eine Schaltung, die eine Sinus-Wechselspannung in eine ...

Generell scheint der Zweck wieder hochgeheim zu sein!

Autor: Rainer (Gast)
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Es soll mithilfe eines Vorhandenen Stromwandlers der Strom einer 
Biogasanlage gemessen werden.
Der Stromwandler ist von Redur.
http://www.redur.de/003_7.htm

Der wirkt dann wohl wie eine Art Trafo.
Jedenfalls ist dann an den Klemmen maximal 5A abgreifbar (bei 400A Strom 
durch den Wandler). An einem 0,4 Ohm Widerstand ergibt das 2V. Der 
Mitarbeiter von Redur sprach davon, daß man diesen Strom nochmal 
irgendwie übersetzen soll, da der Widerstand heiß wird (10W 
Ausgangsleistung des Wandlers).

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Rainer (Gast)

>durch den Wandler). An einem 0,4 Ohm Widerstand ergibt das 2V. Der
>Mitarbeiter von Redur sprach davon, daß man diesen Strom nochmal
>irgendwie übersetzen soll, da der Widerstand heiß wird (10W
>Ausgangsleistung des Wandlers).

Dann nimm einen ausreichnd leistungsfähigen Widerstand, 25W oder so. 
Oder sinnvollerweise einen Stromwandler mit größerem 
Übersetzungsverhältnis, 1000:1 oder so.

MFG
Falk

Autor: ralf (Gast)
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@ Falk
>Das ist aber entgegen der Unterschrift KEIN full wave rectifier. Sondern
>ein einfacher Einweggleichrichter. Und Figure 17 ist auch Unsinn. Nicht
>alles glauben was so geschrieben steht.

Die Schaltungen machen genau was geschrieben steht. Denk nochmal darüber 
nach.

@ Rainer
Wenn der A/D Umsetzer mehr als vier Abtastwere pro Periode schaft kannst 
du genau messen und den Gleichrichter weglassen.

Autor: Ulrich (Gast)
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Den Strom hinter dem Wandler nochmal zu übersetzen ist nicht nötig. Man 
kann auch einen kleineren Widerstand nehmen (z.B. 0,04 Ohm). Statt 10 W 
hat man dann nur 1 W.  Eine Verstärkung der Spannung  ist nicht so 
schwer, Offsetoprobleme wie bei Gleichspannung hat man ja nicht .

Bei der wohl niedrigen Frequenz kann man auch die Wechselspannung direkt 
mit dem AD-wandler abtasten und daraus den RMS-wert rechnerisch 
bestimmen. Relativ viele Werte sind wünschenswert, aber nicht unbedingt 
nötig. Selbst mit Unterabtastung kriegt man nach genügend langer Zeit 
noch den richtigen Wert.

Autor: Bejahn (Gast)
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...die super-lowcost-variante wäre eine ge-diode mit einem kondensator, 
ist immerhin in gewissen grenzen linear

Autor: John (Gast)
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Wie wäre es mit einem RMS zu DC-Converter (z.B. LTC1966)?

Autor: Ulrich (Gast)
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Es ging um eine Einfache und damit wohl auch günstige Schaltung. Die 
TRUE RMS Wandler sind relativ teuer.

Wenn man das Signal danach ohnehin digitalisiert, ist RMS in Software 
eine gute und günstige Alternative. Auch wenn der AD wandler im µC nur 
10 Bit Auflösung hat, kreigt man duch die vielen Werte die man benutzt 
eine deutlich höhere Auflösung (z.B. 14 Bit). Das wird mit dem Umweg 
über den Gleichrichter nur schlechter.

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