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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik RMS mit PIC Frage:Samplingrate&Mathematik


Autor: Michael99 (Gast)
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Hallo liebe Leute,

.... ich möchte mit einem PIC 18F1320 ein RMS Meßgerät realisieren. Die 
zu messende Spannung ist kein reiner Sinus (also nix mit Umrechnen vom 
Spitzenwert oder so..). Der Frequenzbereich liegt bei 300-4000 Hz.
Meine Frage: Hab ich das richtig verstanden, daß ich die gesampelten 
Werte quadriert addiere und dann die Wurzel ziehe aus dem 1/n der 
Summe.(Die Nullline muß ich natürlich auch berücksichtigen und die neg. 
Werte nach "oben klappen").  Und weiters komm ich auf keinen grünen 
Zweig was die Samplingfrequenz betrifft. Weil so als Bauchgefühl würd 
ich schon gern jeder Halbwelle (bei 4kHz = 250µs)  ca. 5 Abtastungen 
gönnen. dann komm ich aber auf eine Samplingrate von 40kHz. Das ist 
eigentlich schon fast das Limit vom ADC - in der Acquisition-Time steckt 
noch Optimierung drinn aber wenn ich nicht falsch liege dann ist der µC 
schon ziemlich am Anschlag.

- danke für Eure Kommentare

Gruß
Michael

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Michael99 (Gast)

>Spitzenwert oder so..). Der Frequenzbereich liegt bei 300-4000 Hz.

Also muss man theoretisch mit mind. 8kJZ abtasten, der Herr Shannon 
lässt grüßen. Real eher mit 20 kHz, um einen realen Filter nutzen zu 
können.

>Meine Frage: Hab ich das richtig verstanden, daß ich die gesampelten
>Werte quadriert addiere und dann die Wurzel ziehe aus dem 1/n der
>Summe.

Nö. Samples quadrieren, aufsummieren (=integrieren), 1/N und DANN die 
Wurzel ziehen.

>(Die Nullline muß ich natürlich auch berücksichtigen und die neg.
>Werte nach "oben klappen").

Das macht das Quadrieren allein.

>  Und weiters komm ich auf keinen grünen
>Zweig was die Samplingfrequenz betrifft. Weil so als Bauchgefühl würd
>ich schon gern jeder Halbwelle (bei 4kHz = 250µs)  ca. 5 Abtastungen
>gönnen. dann komm ich aber auf eine Samplingrate von 40kHz. Das ist
>eigentlich schon fast das Limit vom ADC - in der Acquisition-Time steckt
>noch Optimierung drinn aber wenn ich nicht falsch liege dann ist der µC
>schon ziemlich am Anschlag.

Das wird so nix. Du brauchst einen deutlich leistungsfähigeren uC oder 
was analoges. AD737.

MFG
Falk

Autor: OR (Gast)
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Das ganze geht auch gleitend:

schnelle Zeitscheibe, zb AD Interrupt:
- Wert AD wandeln
- quadrieren
- glätten mit einem pt1 Glied, oder je nach Geschmack auch ein Tiefpass 
hoeherer Ordnung

langsame Zeitschiebe zb main:
- Wurzel aus dem geglätteten Wert ziehen

Das Ergebins ist übrigens ein Gesamteffektivwert, alse der Effektivwert 
des Eingangssignal inklusive der Oberschwingungen. Wenn Du nur den 
Grundschwingungseffektivwert brauchst, wird ein wenig komplizierter.

Grüße
OR

Autor: Michael99 (Gast)
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Hi,
..das mit dem Shannon verwirrt mich eben ein bisschen. Weil wenn meine 
Abstände zwischen der Abtastung zu groß sind gehen ja schlimmsten Falls 
immer die "Spitzen" verloren also wäre der Meßfehler recht groß...
das mit der Reihenfolge der Berechnung hab ich eh so gemeint - nur 
schlecht beschrieben....

Michael

Autor: Michael99 (Gast)
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Hi,
... dieses gleitende Verfahren sieht interessant aus - diesen Ansatz 
kannte ich nicht. Mein Ansatz war halt immer ein Fenster mit "n" 
Messungen und dann "in Ruhe" rechnen (die Wurzel will ja auch irgendwie 
realisiert werden). Ob diese gleitende Variante allerdings nicht meine 
mathematischen (bescheidenen) Fähigkeiten überfordern - weil irgendwo 
den Code nur abzutippen (für den TP z.B.) ohne das Verständis dafür zu 
haben möchte ich nicht...

Gruß
Michael

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