Hallo,
es geht um einen Beschleunigungssensor der Induktiv mit meiner Schaltung
gekoppelt ist. Dieser ändert bei einwirkender Kraft seine Kapazität und
damit auch seinen Widerstand (Resonanzfrequenz).
Um nun die Kraft auswerten zu können, wird der Schwingkreis mit 50Mhz
angeregt. Betrachtet man nun die Antwort des Schwingkreises über die
Zeit so ergibt sich eine AM-Modulation des Signals durch den
Schwingkreis. (Hoffe das ist soweit verständlich)
Um diese Auszuwerten wollte ich einen einfachen Hullkurvendemodulator,
wie oben zusehen, aufbauen. Das Problem ist allerdings das ich dabei
meine Schaltung zu sehr belaste, bzw die Diode nicht mehr richtig
arbeiten kann. Habe am 1k Widerstand etwa 1V anliegen.
Hätte vllt noch jemand einen verschlag wie ich dieses "impedanzproblem"
in den Griff bekommen könnte?!
Bzw. gibt es Op-Amp die in diesem Bereich noch zuverlässig arbeiten
können?!
Gruß
Timo
Hey,
vielleicht könntest du auch eine Kollektorschaltung verwenden, damit
dein Eingangssignal nicht zu sehr Belastet wird. Wie es mit
Operationsverstärkern aussieht, kann ich dir nicht genau sagen. Als
Impedanzwandler sollten da jedoch noch einige für 50MHz laufen - einfach
mal bei den üblichen Distributoren nach suchen.
Grüße,
Thomas
Warum 100K in Reihe zur Diode? Da kannst du sie auch gleich weglassen.
Warum nur 1pF Kapazität? Ist die Modulationsfrequenz so hoch?
Sieh dir mal einen Standard AM-Demodulator an. R4 entfällt, C1 wird 1nF,
dahinter ein ordinärer Op-Amp, denn dort ist nur noch die demodulierte
Frequenz auszuwerten. Die Diode sollte eine Germanium Diode sein.
Die Auskopplung über den 1k Widerstand ist etwas eigenwillig.
Der Sinn des 1MOhm Widerstandes erschließt sich mir auch nicht. Die 4
Ohm im Schwingkreis sind überflüssig, bei 50MHz ist der auch ohne
Serienwiderstand breit wie ein Scheunentor.
50MHz an einer Anzapfung in den Schwingkreis einkoppeln, an einer
anderen Anzapfung per Diode die modulierte Spannung abgreifen, fertig.
Hallo nochmal,
erstmal die 1MOhm kann man sich "wegdenken", LT-Spice wollte die nur
haben um das Simulieren zu können. Die beiden Spulen sind Galvanisch
getrennt. Die 4Ohm im Schwingkreis waren nur für die Simulation und
sollten den Widerstand der Leiterbahnen usw darstellen.
Die Kapazität des Sensors schwingt in einem Bereich von 0-1kHz, angeregt
wird er wie ja beschrieben mit 50Mhz. Daran kann ich auch nichts ändern!
@Georg G.
Was meinst du mit Anzapung? Muss den Sensor leider über eine Spule zum
Schwingen bringen und über die Gleiche Spule die "Anwort" auswerten.
Brauche ich keinen hohen Widerstand(100K sind vllt übertrieben) um das
ganze nicht zu stark zu belasten?!
Dachte ein Widerstand in Reihe wäre da die einzige möglichkeit um eine
Auswertung per Diode zu ermöglichen. Habe mich gerade mal umgeschaut und
habe tatsächlich mehrere brauchbare OP-Amps gefunden zB. AD8000 von
Analog Devices.
Könnte ich diesen einfach vor meine Diode schalten um meine Auswertung
nicht zu stark zu belasten, bzw geht ja meine Sensitivität verloren wenn
der Hüllkurvendemodulator mir zu viel Leistung klaut.
Danke für die Antworten Gruß
Timo
@Georg:
Sensor ist ein Eigenbau aus einem anderen Projekt. Dazu gibt es kein
Datenblatt;)
Daten:
L=500nH, c=15-17pF (je nach Krafteinwirkung), daraus resultiert eine
Fresonanz von 51-53MHz!
DAchte sowas:
http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Peak_Detektor.png&filetimestamp=20120211224857
würde vllt Sinn machen, wäre nett wenn du mir sagen könntest wieso das
ncht funtionieren würde!
Gruß
@Jobst: Wenn er mit konstanter Frequenz erregt, bekommt er tatsächlich
eine Amplituden Modulation (Spannungsteiler Oszillator % Schwingkreis).
@Timo: Die Schaltung aus Wikipedia funktioniert. Nur geht es ohne den
teuren HF-OpAmp genauso gut.
Dein Ansatz lässt sich bestimmt realisieren. Aber denk einfach mal über
einen normalen käuflichen Sensor nach. Der Aufwand damit ist deutlich
geringer, die Genauigkeit höher. Sieh dir mal den ADXL202 an.
Timo macht eine Flankenmodulation, hier seine Threads dazu:
Beitrag "Butterworth 50Mhz variable Last"Beitrag "AM Demodulation mit Mischer LT5560"
Leider gibt es mehrere nichtlineare Zusammenhänge, Temperaturdrift usw.,
Es wäre wesentlich genauer, den Schwingkreis selbst oszillieren zu
lassen und die Frequenz zu ermitteln.
Da finde ich die Lösung mit dem Mischer mit Abstand am Besten. Das
Ausgangssignal kann auf eine Soundkarte gegeben und mit Spectran o.Ä.
ausgewertet werden. Die Frequenz wird dann als Linie sichtbar. Später
kann man sich über eine stand alone Lösung gedanken machen.
Falls sich der Sensor gegenüber der Erregerspule bewegt, wird das so
nicht funktionieren. Der Abstand zwischen den Spulen bewirkt auch eine
AM-Modulation. Dann würde ich induktiv Energie auf die bewegte Seite
übertragen und dort einen Oszillator betreiben, wie bei RFDI. Das
Oszillatorsignal kann ebenfalls mit Hilfe der Koppelspule übertragen
werden. Eventuell reicht schon eine 3V Knopfzelle.
Jobst M.
>Ach, jetzt habe ich es. Er fährt also quasi mit der Resonanzkurve an>einer festen Frequenz entlang. Okay. Dann ist das natürlich AM.
Jap, genau so wirds gemacht!
Georg G. schrieb:
>@Timo: Die Schaltung aus Wikipedia funktioniert. Nur geht es ohne den>teuren HF-OpAmp genauso gut.
Habe das ganze genau so wie in Wikipedia und auf etlichen anderen Seiten
beschrieben aufgebaut. Das Problem ist das ich eine hohe restwelligkeit
habe und zudem eine geringe Sensitivität.
Muss ich da einfach noch mit den Werten spielen, keineren Widerstand
hohere Kapazität?
>Dein Ansatz lässt sich bestimmt realisieren. Aber denk einfach mal über>einen normalen käuflichen Sensor nach. Der Aufwand damit ist deutlich>geringer, die Genauigkeit höher. Sieh dir mal den ADXL202 an.
Es geht um ein Projetk, der Sensor ist so vorgegeben! Hatte mir das
alles ein wenig einfacher vorgestellt. Dachte das geht mit der Diode
ganz einfach, aber irgendwie steckt der wurm drin! Hatte gehoffe hier
würde vllt jemand einen Fehler in meinem Aufbau entdecken oder hätte
eine Idee was da falsch läuft...
In dem Sinne, danke für die Antworten
Gruß
Timo
B e r n d W. schrieb:
>Timo macht eine Flankenmodulation, hier seine Threads dazu:>Beitrag "Butterworth 50Mhz variable Last">Beitrag "AM Demodulation mit Mischer LT5560">Leider gibt es mehrere nichtlineare Zusammenhänge, Temperaturdrift usw.,>Es wäre wesentlich genauer, den Schwingkreis selbst oszillieren zu>lassen und die Frequenz zu ermitteln.
Also mir ist sehr wohl bewusst das es in diesem Bereich etliche
möglichkeiten gibt so einen Sensor Auszuwerten! Natürlich habe ich meine
Wahla nicht blind getroffen, für eine Zeitkritische Auswertung ist meine
Idee, denke ich mal, nicht so schlecht geeignet!
Habe verschiedene andere Methoden Studiert, Frequenz durchshiften,
Einkoppel und Auslesespule trennen...
Bin letzendlich, da ich auch nur eine Spule zur verfügung habe bei
dieser Methode gelandet! Das ein Mischer besser geeignet sein wird, ist
mir schon bewusst. War nur verwundert warum mein Diodenschaltung so
schlecht funktioniert und hatte auf ein paar hilfreiche Einwände,
Erfahrungen gehofft:)
Werd aber am Mischer bleiben und versuchen die Tipps im anderen Beitrag
umzusetzen...
> und zudem eine geringe Sensitivität
Deine Primärspule bedämpft den Schwingkreis zu stark, damit wird die
Resonanz sehr flach. Wenn sich dann die Resonanz 1-2 MHz verschiebt,
ergibt sich fast kein Meßeffekt. Bei einem Windungsverhältnis von 1:5
(Induktivitätsverhältnis 5^2 = 25) wird das schon wesentlich besser.
Alternativ könnte auch der Koppelwiderstand von 1k auf 10k erhöht
werden, aber dann wird ein erhöhter Aufwand beim Demodulator
erforderlich.
PS.
Mit R3 = 100 Ohm wird die Amplitude größer und mit L1 = 20 nH erhöht
sich die Güte und damit die Steilheit der Resonanz. Für den Demodulator
ist die Auskopplung sehr niederohmig und die restliche Schaltung wird
kaum belastet.
AM-Demod.png
(7,4 KB)
