Hallo,
ich habe eine stark verrauschte Spannung von einigen mV die
tiefpassgefiltert und dann so verstärkt werden müssen, dass ich sie mit
dem Mikrocontroller weiterverarbeiten kann.
In welcher Reihenfolge macht man sowas? Oder ist das egal?
Intuitiv hätte ich zuerst gefiltert.
Vielen Dank!
mfg
Thomas
thomas_d schrieb:> Intuitiv hätte ich zuerst gefiltert.
Moin, würde ich auch so machen.
Wie groß ist der Rauschabstand bzw. Signal/Rauschverhältnis?
Hast Du Erkenntnisse über das Rausch-Spektrum?
Grüße Michael
hmm...gute Frage...bin da kein Experte, aber ich hätt erst Verstärkt und
dann gefiltert, für den Fall, dass sich durch das Verstärken noch ein
Rauschen dazuaddiert...
Aktuell warte ich noch auf den Spektrumanalysator. Es ist aber geplant,
das Spektrum/PSD des Signals zu messen. Erst dann möchte ich das Filter
dimensionieren.
mfg
thomas_d schrieb:> Nachtrag: Es handelt sich um Gleichspannung.
Wenn du dich nicht zu sehr mit Offset-Spannungen und deren Drift
rumärgern möchtest, lass dir schon mal etwas einfallen, um daraus eine
Wechselspannung zu machen, die du dann schön selektiv verstärken kannst
;-)
Hört sich gut an, insbesondere da ich eh eine asymmetrische Versorgung
vorgesehen hatte. Habe jetzt mal den Lm258 geordert und hoffe, dass man
ihn bis in den 10mV-Bereich aussteuern kann wenn GND an U- anliegt.
mfg
>Lm258 ... Gleichspannung .. verstaerken
Dann liegen die Anfoerderungen aber eher tief. Was ist die Bandbreite
des Signals? Wie genau muss der DC Anteil des Sinales verstaerkt werden
?
Genaue Daten habe ich noch nicht. Die benötigte Verstärkung hängt von
der Ausgansspannung bzw. der Verstärkung des Shunt-Monitors ab.
Kannst Du eine bessere Lösung empfehlen als den LM258?
>Genaue Daten habe ich noch nicht.
Etwas mager. Einen Shunt verstaerken, aha. Bei 10mV sollte man einen
OpAmp verwenden, der keine 3mV Offset haben kann. Sondern einen, der
viel weniger hat. Schau fuer einen, der zB 150uV hat. Ich verwend zB den
MCP 617, einen Dualen. Der MCP 616 waere der Single davon. Dann waere
noch die Frage der Bandbreite... eine Frage, was fuer ein Strom den
gemessen werden soll.
Christian Str schrieb:> ...bin da kein Experte, aber ich hätt erst Verstärkt und> dann gefiltert, für den Fall, dass sich durch das Verstärken noch ein> Rauschen dazuaddiert...
Wenn man ein stark verrauschtes Signal ungefiltert verstärkt, wird das
Rauschen mit verstärkt. Dadurch besteht die Gefahr, dass z.B. durch
kurze Störungen der Verstärker übersteuert wird oder durch die begrenzte
Slew-Rate das Signal verzerrt wird.
Beides sind nicht-lineare Verzerrungen, die man hinterher nicht mehr
rausfiltern kann. Mit einem passiven Filter am Eingang kann man solche
Effekte vermeiden.
Deshalb ist ist es meistens sinnvoll, zuerst zu filern und dann zu
verstärken. Wenn men einen aktiven Filter gleichzeitig als Verstärker
nutzen möchte, ist es auch gut, wenn zuerst eine passive Filterstufe
kommt bzw. viele aktive Filter-Schaltungen haben das sowieso schon.
Wenn der Verstärker selber Rauschen erzeugt, dann kann man zusätzlich
noch einen Filter an den Ausgang schalten; aber primär sollte die
Filterung am Vertärkereingang gemacht werden.
Johannes E. schrieb:> Christian Str schrieb:> Wenn man ein stark verrauschtes Signal ungefiltert verstärkt, wird das> Rauschen mit verstärkt. Dadurch besteht die Gefahr, dass z.B. durch> kurze Störungen der Verstärker übersteuert wird oder durch die begrenzte> Slew-Rate das Signal verzerrt wird.> ...
Danke Johannes :) Erst filtern, dann verstärken...macht mit deiner
Erklärung auf jedenfall Sinn :) Ich werds mir merken!
Weder egal, noch intuitiv, thomas_d,
interessant, sich damit noch mal zu beschäftigen:
Sondern analytisch vorgehen mit Verständnis vom Geschehen:
1. Der erste Blick gilt der Stufe, wo die gewünschten Informationen
abstrahiert werden. Beispielsweise dem Detektor im Rundfunkempfänger.
Oder der Funktion, welche die Daten vom AD-Wandler mittelt, verarbeitet
und dann eine ja/nein-Entscheidung trifft oder Fehler vorwärts
korrigiert.
Hier: Welche Fehlerfreiheit ist hier gefragt? Ergibt sich aus
Spezifikationen. Wie groß ist der Störpegel? Wie groß muss demnach der
Nutzpegel sein?
2. Betrachte Deine komplette Kette an Vierpolen im Signalweg. Übertrage
die Fehlerbeiträge aller Vierpole an den Eingang der Kette. Dort sollte
kein Vierpol wesentlich mehr betragen als der Durchschnitt. Und auch
keiner wesentlich weniger, denn der wäre dann unnötig teuer ausgelegt.
3. Ist ein Störbeitrag zu groß ist, verbessere den entsprechenden
Vierpol.
Anfängerfehler:
* Zu hohe Verstärkung in der ersten Stufe wird bestraft durch
Intermodulationen in der letzten Stufe mit Verstärkung.
* Zu rigorose Filterung vor der ersten Stufe wird bestraft durch zu hohe
Dämpfung, zu niedrigen Signalpegel vor dem ersten verstärkenden Element
und deshalb zu hohem Rauschen durch dieses.
* Zu schwache Filterung dagegen bestraft sich mit Übersteuerung der
Verstärker.
Erstklassige Funkempfänger zeigen de optimalen Aufbau der Kette an
Vierpolen: Schaltbares Dämpfungsglied, Roofing-Filter, erst niedrige
Verstärkung, schmalbandiges Quarzfilter, jetzt kommt richtig Verstärkung
rein, Filter zur Dämpfung interner Rauschquellen, Detektor.
Ob es um Rauschen geht, Offset, Intermodulation oder Nichtlinearität,
das obige Vorgehen ist immer besser als Intuition ohne Erfahrung.
Ciao
Wolfgang Horn