Guten Morgen zusammen,
vermutlich ist dies eine der typischen Montagsmorgenfragen, die mit
einer ein-Satz-Antwort zu erledigen geht. Aber obwohl ich diesmal dem
Vorsatz "keine Forenfragen vor dem ersten Kaffee" gefolgt bin, komme ich
nicht drauf:
Ich habe eine (langsam in Amplitude und Offset veränderliche)
pulsierende Gleichspannung (oder meinetwegen eine Wechselspannung mit
einem Offset größer als der halben Amplitude - für Wortklaubereien bin
ich doch noch nicht wach genug).
Wenn ich den Verlauf der Spitzenwerte messen will, nehme ich einen
Präzisionsgleichrichter, mache dahinter einen Tiefpaß mit einer
Zeitkonstante sehr viel größer als die Periodendauer und kann damit
einen langsamen Gleichspannungsverlauf gemütlich messen.
Wenn mich der Verlauf des Mittelwerts interessiert, mache ich nur einen
Tiefpaß.
Aber was mache ich, wenn mich der Verlauf der Minima interessiert? Klar,
ich könnte theoretisch mit einem Differenzverstärker den Mittelwert
doppelt vom Spitzenwert abziehen - aber dann geht meine Meßgenauigkeit
im Vergleich zu den oberen beiden schon arg in den Keller. Gibt es eine
Standardschaltung zum Messen der Minima von pulsierenden
Gleichspannungen?
Viele Grüße
Nicolas
Koppel die AC doch zunächst mal mit einem C aus. Da die DC wohl stabil
steht, rechnest Du die nachher wieder rein.... Die ausgekoppelte AC dann
halt ganz normal mit Präzisionsgleichrichter oder was auch immer messen.
Old-Papa
(ooch noch ohne Tee..)
Nicolas S. schrieb:> "eine Wechselspannung mit einem Offset größer oder gleich der halben> Amplitude"
Dann hast du also auch negative Werte...
Oder meinst du eigentlich "eine Wechselspannung mit einem Offset größer
oder gleich der Amplitude"?
http://de.wikipedia.org/wiki/AmplitudeNicolas S. schrieb:> Gibt es eine Standardschaltung zum Messen der Minima von pulsierenden> Gleichspannungen?
Zeig doch mal deinen Spitzenwertgleichrichter. Mit ein wenig Glück musst
du da nur die Dioden umdrehen...
toto schrieb:> das waere jetzt ohne weitere angaben, eine anwendung fuer einen> controller
OK, weitere Angaben: 1-100kHz, ich brauche den "Tiefwert" für eine
Controllerunabhängige Watchdog-Funktion.
Lothar Miller schrieb:> "eine Wechselspannung mit einem Offset größer> oder gleich der Amplitude"?
Äh, ja, genau.
Spitzenwertgleichrichter:
http://sound.westhost.com/appnotes/an001.htm - Figure 3 sieht passend
aus. Wenn ich da die Dioden allerdings umdrehe, dürfte der Ausgang
extrem hochohmig sein, was einen weiteren Spannungsfolger benötigte.
Gut, das ist kein Problem, aber ich fürchte da würde ich Sachen wieder
unnötig kompliziert machen.
Die Präzisions-Gleichrichterschaltung ist schon der falsche Ansatz -
auch für den positiven Wert.
Es gibt auch eine direkte Schaltung für den Spitzenwert, als Peak
Detektor. Die Schalung ist ähnlich dem Präzisionsgleichrichter, hat aber
gleich den Kondensator drin, und braucht normal ein Rücksetzen von Hand
- es geht aber auch langsam per Widerstand / Stromquelle. Ob Minimal
oder Maximalwert ist da nur eine Frage der Polung.
Bei Frequenzen bis 100 kHz muss man sich schon etwas anstellen und
passende OPs auswählen. Wenn die Anforderungen nicht so hoch sind, geht
es ggf. auch ohne Verstärkung mit nur Dioden/Kondensator.
> Aber was mache ich, wenn mich der Verlauf der Minima interessiert
Genau dasselbe wie bei den Maxima:
Ein Spitzenwertgleichrichter.
Bloss diesmal verpolt aufbauen, Kondensator nach plus.
Um die Problemstellung nochmal klarzustellen: Ich habe einen
Spannungsverlauf, wie er im Diagramm blau darstellt ist und ich will
(ungefähr) die beiden roten Linien messen.
Ein verpolt eingebauter Spitzenwertgleichrichter würde doch nur Minima,
die kleiner als Null sind gegen GND messen?
Ich habe eine Versorgungsspannung +5V gegen GND und eine gemessene
Spannung zwischen 0V und +5V. Eine künstliche Masse bei 2.5V könnte man
natürlich sehr einfach erzeugen- und dann eine Invertierung bezüglich
dieser künstlichen Masse machen.
Es ist nicht nötig das Signal zu invertieren. Es reicht wenn man die
richtige Schaltung als Peak detector nimmt und nicht den aktiven
Gleichrichter mit Tiefpass dahinter. Für die Schaltung liefert Google
reichlich Bilder.
Das einzige was man noch ändern muss, ist die Polung der Dioden und ggf.
das Zurücksetzen: für das Maximum Richtung GND und für das Minimum
Richtung einer positiven Spannung größer als der Mittelwert.
> Ich habe eine Versorgungsspannung +5V gegen GND und eine gemessene> Spannung zwischen 0V und +5V.
Das ist schon mal schlecht, weil eine Diode 0.7V kostet, dein
Spitzenwertgleichrichter könnte also gar keine 5V erzeugen.
Also müsstest du das Signal vorher reduzieren durch einen
Spannungsteiler (1:2 an 2.5V), dann beidseitig präzisionsgleichrichten,
und danach mit einem Rail-To-Rail-OpAmp wieder (um 2) verstärken.
Eigentlich müsste ein einfacher Mittelwertdetektor ausreichen, also R +
C + Diode. Die Dioden umdrehen und als größte Änderung den
Entladewiderstand statt an 0V an Umax anschließen.
Ich mache gerade ein paar Tests am Steckbrett mit einem NE5532 (weil der
noch in der Schublade liegt, später ist wohl ein OPA2340 angebrachter,
da rail-to-rail).
Der Spitzenwert wird auch so richtig, auch mit den passenden
Abfallzeiten erzeugt.
Nur der untere Wert wird nicht so richtig angezeigt.
Im Anhang ein Screenshot vom Oszlliskop mit dem Testsignal (Kanal 1) und
dem Spitzenwert (Kanal 2, ein Kästchen nach oben verschoben).
Mit dem "Talwert" will es aber irgendwie nicht klappen. Es entsteht zwar
eine Gleichspannung, die aber mit dem Testsignal keinerlei Verwandschaft
hat.
Sieht jemand meinen Denkfehler im Zweig für den "Talwert" ?
Viele Grüße
Nicolas
MaWin schrieb:> Du drehst alles um aber nicht die OpAmp Eingänge.
Wenn ich die Eingänge umdrehe baue ich einen Invertierer. Ich will aber
keinen Invertierer sondern eine Schaltung, die mir den niedrigsten Wert
einer positiv veränderlichen Wechselspannung ausgibt.
MaWin schrieb:> Du drehst alles um aber nicht die OpAmp Eingänge.> Kommen dir da nicht auch Zweifel ob das richtig sein kann ?
Warum sollte er die Eingänge umdrehen? Womöglich auch noch die
Versorgungsspannung, oder? ;-)
@Nicolas S.:
Welche Spannung misst du denn am unteren Ausgang?
Yalu X. schrieb:> Welche Spannung misst du denn am unteren Ausgang?
Ziemlich konstant 2,0V wenn das Signal anliegt (in weiten Teil egal
welche Frequenz, Amplitude oder Mittelwert) und 1,2V wenn der Eingang
offen ist.
Nicolas S. schrieb:> Ziemlich konstant 2,0V wenn das Signal anliegt
Das ist etwa die minimale Ausgangsspannung des NE5532, wenn er als
negative Versorgungsspannung GND bekommt. Später wolltest du ja einen
Rail-to-Rail nehmen, dann passt das.
Einen Spannungsbereich von 0V bis zur Versorgungsspannung wirst du
allerdings auch damit nicht abdecken können, da an den Dioden an den
Ausgängen ein Spannungsabfall entsteht.
Du hast Recht! Ich habe ganz ignoriert(*), daß ich beim gegenwärtigen
Aufbau eigentlich nur zwischen 2V und 3V sinnvoll operieren kann. In
diesem schmalen Bereich ist das Verhalten genau wie gewünscht.
* ignoriert = bei der oberen Grenze habe ich daran gedacht, bei der
unteren ist es bei meinem primitiven "Funktionsgenerator" immer ein
Spiel mit 2 Potis, im richtigen Bereich zu sein.
Vielen Dank für die Hilfe!
