Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verstärkung und Speichern eines analogen Spitzenwerts


von Samuel O. (ucucuc)


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Hallo,

Ich bin neu hier und habe mich hier angemeldet weil ch beim googlen in 
diesem Forum immer wieder auf gute Antworten gestossen bin. ich hoffe 
ihr könnt auch mir helfen.

Ich habe folgendes Problem. Ich messe mit einer Empfangsdiode gepulstes 
Licht und erhalte dann an einen differenziellen Stromausgang ein Signal 
mit der Differenz von 20u-20mA.

Das Signal, das ich pro Puls erhalte sieht in etwa so aus wie die erste 
Periode eines Sinus und einer Periodendauer von ca 6us.

Meine Aufgabe ist es die possitive Spitzenspannung herauszufinden, da 
ich aus dieser Rückschlüsse auf die empfangene Leistung schließen kann.

Sooo. Das Signal ist also schnell und klein und ich muss es irgendwie in 
meinen uC bekommen der einen äußerst langsamen AD Wandler besitzt.
Am liebsten wäre mir ein integrierter Baustein der ruhig ein paar Euros 
kosten kann. Ein Sampel´n´Hold IC der auf den höchsten Wert triggert 
oder ähnliches wäre hilfreich. Genauso wie ein präziser 
Differenzverstärker ohne merklichen Offset.

Falls Ihr andere Ideen oder Bausteine habt, immer her damit. Ich bin für 
jede Anregung dankbar!

LG uCuCuC

von gk (Gast)


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Den Strom musst Du wohl in eine Spannung wandeln und dann zum Bsp. 
folgende Schaltung nehmen:

Beitrag "Peak detector"

gk

von Ulrich (Gast)


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Die benötigte Schaltung nennt sich Peak-detector.  Für eine Pulslänge 
von 6 µs geht das noch mit schnellen OPs und Dioden. Ganz einfach ist es 
aber nicht da eine hohe Präzision zu erhalten. Ein µC mit schnellem AD 
(>1MHz), und dann digitaler Auswertung des Peaks ist ggf. durchaus eine 
Alternative.

Eine ganz brauchbare Beschreibung findet sich z.B. in den Appl Note 1309 
und 1097 von Intersil.

Die Speicherzeit braucht in der Regel nicht besonders lang sein - so 
langsam wird der AD nicht sein. Auch ist Drift des Signals über die Zeit 
nicht so kritisch, denn die Verzögerung bis zur Messung wird relativ 
konstant sein. Bei den OPs ist ggf. zu überlegen 2 unterschiedliche 
Typen zu nehmen: der erste OP sollte eine kapazitive Last vertragen - 
der 2. OP sollte vor allem schnell sein - wenn möglich schneller als der 
1. OP, das hilft für Stabilität und gegen Überschwinger. Bei mir ging es 
ganz gut mit der Kombination LF356 und LM318 - für ein durchaus 
ähnliches Signal (Szintilatior + PMT).

von Kai K. (klaas)


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>Ich habe folgendes Problem. Ich messe mit einer Empfangsdiode gepulstes
>Licht und erhalte dann an einen differenziellen Stromausgang ein Signal
>mit der Differenz von 20u-20mA.

Was für ein Chip? Schaltplan?

von holger (Gast)


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>Das Signal, das ich pro Puls erhalte sieht in etwa so aus wie die erste
>Periode eines Sinus und einer Periodendauer von ca 6us.
>
>Meine Aufgabe ist es die possitive Spitzenspannung herauszufinden, da
>ich aus dieser Rückschlüsse auf die empfangene Leistung schließen kann.

Dann nimmst du einen ADC der mindestens 16MSps kann.

von Kai K. (klaas)


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>Dann nimmst du einen ADC der mindestens 16MSps kann.

Wenn er nur am Spitzenwert interessiert ist??

von Bastler (Gast)


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Samuel O. schrieb:
> Das Signal, das ich pro Puls erhalte sieht in etwa so aus wie die erste
> Periode eines Sinus und einer Periodendauer von ca 6us.

Schick deine Impulse in einen Ladungs-Spannungs-Konverter, manchmal 
fäschlicherweise auch als Ladungs-"Verstärker" bezeichnet.

von Harald W. (wilhelms)


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Ulrich schrieb:
> Die benötigte Schaltung nennt sich Peak-detector.

Deutsche Mitbürger dürfen so etwas auch Spitzenwert-Detektor
nennen. :-)
Die anderen dürfen sich mit Ihrer "Bodybag" und Ihrem "Handy"
auf dem Weg zum nächsten "Public Viewing" machen.
Gruss
Harald

von Werner (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Deutsche Mitbürger dürfen so etwas auch Spitzenwert-Detektor
> nennen. :-)

Das löst das Problem zwar nicht, ergibt aber einen weiteren Suchbegriff 
für Google.

Bei der Auswerteschaltung spielt es eine Rolle, wie oft diese Pulse 
auftreten und ob der relevante Parameter wirklich der Spitzenwert oder 
doch die Fläche (Integral) ist.

von Kai K. (klaas)


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>Schick deine Impulse in einen Ladungs-Spannungs-Konverter, manchmal
>fäschlicherweise auch als Ladungs-"Verstärker" bezeichnet.

Solange jeder weiß, was mit "Ladungsverstärker" gemeint ist, ist das 
durchaus nicht "fälschlich", sondern, wie so oft im Leben, eine bewährte 
Konvention.

Man unterscheidet gewöhnlich zwischen dem Transimpedanzverstärker (TIA), 
der einen Eingangsstrom in eine proportionale Spannung verwandelt, wobei 
der TIA dabei durchaus bandbreitenbegrenzt sein darf und dem 
ladungsempfindlichen Vorverstärker (charge sensitive amplifier), bei dem 
die beispielsweise aus einem Teilchendetektor fließende Ladung in einem 
Speichercap aufintegriert wird und damit anschließend zur weiteren 
Signalverarbeitung als charakteristische Spannung gespeichert zur 
Verfügung steht. Ladungsempfindliche Vorverstärker sehen oft wie TIAs 
aus, jedoch bilden Kapazität und Widerstand ein anderes Verhältnis.

Es gibt auch Mischformen, bei denen die erste Verstärkerstufe oft Teil 
eines komplizierten Signalshapers ist, in der Regel, um den 
Signalrauschabstand zu vergößern.

von Samuel O. (ucucuc)


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Danke für´s erste! Wenn ich eine gute Lösung und die richtigen Bausteine 
gefunden habe werd ich das ganze hier posten.

Den Schaltplan des Empfangsasics kann ich hier leider nicht posten, da 
es sich um firmeninterne Daten handelt.

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