Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wurzelzieher Operationsverstärker


von Erik M. (d2k)


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Hallo,
gibt es einen analogen Wurzelzieher also einen Radizierer für einen 3 
stelligen kHz-Bereich?(Zwecks Betragsbildung)
Das Signal liegt ungefähr im einstelligen Volt-Bereich.
Das ganz sollte aus Platzgründen so klein wie möglich machbar sein.
Kennt sich da jemand aus?

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Einen Radizierer kannst du aus einem Quadrierer oder Multiplizierer und
einem Opamp zusammensetzen. Spezielle Wurzel-ICs kenne ich nicht.
Vielleicht gab es so etwas früher, wo die Digitaltechnik noch nicht so
weit war.

von Purzel H. (hacky)


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Und das Ganze soll ? Den Betrag von einem Sinus rechnen? Abgesehen davon 
gibt es RMS-Messer als Chip.

von Andrew T. (marsufant)


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Erik Müller schrieb:
> Hallo,
> gibt es einen analogen Wurzelzieher also einen Radizierer für einen 3
> stelligen kHz-Bereich?(Zwecks Betragsbildung)
> Das Signal liegt ungefähr im einstelligen Volt-Bereich.
> Das ganz sollte aus Platzgründen so klein wie möglich machbar sein.
> Kennt sich da jemand aus?

BurrBrown hatte sowas im Programm,
ebenfalls AnalogDevices.

Ob heute noch lieferbar. müßte ich noch mal schauen. Ebenso die 
Detaildaten.

Für Neuentwicklungen aber wohl eher nicht empfehlenswert.

von Ernst O. (ernstj)


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Um Vorzeichen loszuwerden, also um den Betrag zu bilden, würde ich eher 
quadrieren (plus mal plus ist plus und minus mal minus ist auch plus). 
Oder hast du den Teil schon erledigt und willst zurückrechnen vom 
Quadrat zur ursprunglichen Funktion? Nur Wurzel ziehen wird nix, die 
Wurzel aus einer negativen Zahl ist nichtrational.

Wenn nur die Betragsbildung ansteht, dann sollte eine 
Einweggleichrichtung doch reichen? Aktiver Gleichrichter mit Opamp, 
Dioden in der Gegenkopplung? Einfacher fällt mir nichts ein.

von Andrew T. (marsufant)


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ernst oellers schrieb:
> Um Vorzeichen loszuwerden, also um den Betrag zu bilden, würde ich eher
> quadrieren

Um lediglich das Vorzeichen loszuwerden, genügt vollauf eine 
(Vollwellen)-Präzisionsgleichrichter.
Alles andere erhöht nur die (analogen) Rechenfehler , die derartige 
Analogverarbeitung zwangsläufig mit sich bringt.

von Erik M. (d2k)


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Andrew Taylor schrieb:
> Erik Müller schrieb:
>> Hallo,
>> gibt es einen analogen Wurzelzieher also einen Radizierer für einen 3
>> stelligen kHz-Bereich?(Zwecks Betragsbildung)
>> Das Signal liegt ungefähr im einstelligen Volt-Bereich.
>> Das ganz sollte aus Platzgründen so klein wie möglich machbar sein.
>> Kennt sich da jemand aus?
>
> BurrBrown hatte sowas im Programm,
> ebenfalls AnalogDevices.
>
> Ob heute noch lieferbar. müßte ich noch mal schauen. Ebenso die
> Detaildaten.
>
> Für Neuentwicklungen aber wohl eher nicht empfehlenswert.


Naja, also quadrieren könnte man ja mit einem AD633 + Addition.
Danach bräuchte ich eben die Wurzel.
Vielleicht gibt es ja noch so etwas im Programm oder eine Alternative?

von Helmut L. (helmi1)


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Erik Müller schrieb:
> Vielleicht gibt es ja noch so etwas im Programm oder eine Alternative?

Die Alternative ist heute einen DSP einzusetzen.

von Christian L. (cyan)


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Analog Devices hat den AD538. Brauchst du dir aber gar nicht weiter 
anschauen. Der Preis wird dir nicht gefallen.

Was willst du eigentlich genau machen? Deinem anderen Post zufolge 
klingt das alles sehr stark nach RMS-Wandler oder geometrische Addition 
zweier Vektoren.

LG Christian

Edit:

Erik Müller schrieb:
> Naja, also quadrieren könnte man ja mit einem AD633 + Addition.
> Danach bräuchte ich eben die Wurzel.

Im Datenblatt des AD633 wird doch auch die Möglichkeit zum Wurzelziehen 
aufgezeigt.

: Bearbeitet durch User
von Kai K. (klaas)


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Wurzelziehen kann man mit den meisten 4-Quadranten Mulitplizierer. Der 
AD734 ist noch bezahlbar. Alternativ geht noch der AD633, wie Christian 
schon erwähnte.

: Bearbeitet durch User
von Erik M. (d2k)


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Kai Klaas schrieb:
> Wurzelziehen kann man mit den meisten 4-Quadranten Mulitplizierer. Der
> AD734 ist noch bezahlbar. Alternativ geht noch der AD633, wie Christian
> schon erwähnte.

Hört sich gut an.
Gibt es alternativ noch welche, die mit einer geringeren 
Versorgungsspannung arbeiten?

von branadic (Gast)


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Im Prinzip gilt wie immer im Bereich analoger Schaltungen: "Wirf einen 
Blick auf die Logarithmusgesetze und baue komplizierte Ausdrücke unter 
deren Verwendung nach.", will sagen, Signale logarithmieren und danach 
mit deutlich einfacheren mathematischen Ausdrücken hantieren und wieder 
delogarithmieren.
Aber wie viele Vorredner schon schrieben, Betragbildung geht auch 
deutlich einfacher.

von Ingo W. (Gast)


Angehängte Dateien:

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Da hier noch nicht von Genauigkeitsanforderungen die Rede war, werfe ich 
mal einen etwas älteren Vorschlag ein (Harro Kühne, 1986, MV), hier 
unter Einsatz eines Transitorarrays. Mit moderneren OPVs könnte man 
vielleicht auch mit kleinerer Betriebsspannung auskommen.

von Erik M. (d2k)


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Kai Klaas schrieb:
> Wurzelziehen kann man mit den meisten 4-Quadranten Mulitplizierer. Der
> AD734 ist noch bezahlbar. Alternativ geht noch der AD633, wie Christian
> schon erwähnte.

Auch mit einem niedrigen Wechsel-Spannungs-Signal?

von Andrew T. (marsufant)


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Nutze einen Vorverstärker für Deine niedrige ACV.

Alternativ: Leg mal alle Forderungen hier im thread ab, dann müssen wir 
nicht tagelang raten wie wir Dir helfen können.

von Erik M. (d2k)


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Andrew Taylor schrieb:
> Nutze einen Vorverstärker für Deine niedrige ACV.
>
> Alternativ: Leg mal alle Forderungen hier im thread ab, dann müssen wir
> nicht tagelang raten wie wir Dir helfen können.

3D-Spule induziert Spannung mit einem parallelen Schwingkreis.
Frequenz: dreistelliger kHz-Bereich.
Spannung: Wechselspannung ca. bis 1 V
X,Y,Z Kreise die geometrisch addiert werden sollen.
Analoges Signal wird bevorzugt.

Mit dem AD633 kann ich wohl nichts machen, da er nur Gleichspannung 
multipliziert oder?

Am Ausgang hätte ich am liebsten ein Wechselspannungs-Signal.
Wenn nicht möglich dann müsste ich es ja mit einem RMS-DC-Konverter 
aufbauen!?

von Andrew T. (marsufant)


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Erik Müller schrieb:
> Andrew Taylor schrieb:
>> Nutze einen Vorverstärker für Deine niedrige ACV.
>>
>> Alternativ: Leg mal alle Forderungen hier im thread ab, dann müssen wir
>> nicht tagelang raten wie wir Dir helfen können.
>
> 3D-Spule induziert Spannung mit einem parallelen Schwingkreis.
> Frequenz: dreistelliger kHz-Bereich.
> Spannung: Wechselspannung ca. bis 1 V
> X,Y,Z Kreise die geometrisch addiert werden sollen.
> Analoges Signal wird bevorzugt.
>
> Mit dem AD633 kann ich wohl nichts machen, da er nur Gleichspannung
> multipliziert oder?

Erik, ich weiß nicht wie Du die Datenblätter liest. Aber sag mir bitte 
mal warum ich binnen Sekunden auf Seite 4 der offiizellen AD datasheets 
die Information "small signal bandwith" = 1MHz finde und daraus 
schließe: Das Teil multipliziert DC bis (mind.) 1MHz.

>
> Am Ausgang hätte ich am liebsten ein Wechselspannungs-Signal.

ok.

> Wenn nicht möglich dann müsste ich es ja mit einem RMS-DC-Konverter
> aufbauen!?

Nun, auch da gibt es fertige Bausteine.
Aber wenn du nicht bauen möchtesT:  Du kannst auch gern mein HP3400A 
haben, bis 10MHz ist das wirklich fein :D

von Volker S. (sjv)


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Andrew Taylor schrieb:
> BurrBrown hatte sowas im Programm,
> ebenfalls AnalogDevices.

4302 von BB, scheint es aber nicht mehr zu geben!

von Kai K. (klaas)


Angehängte Dateien:

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>X,Y,Z Kreise die geometrisch addiert werden sollen.

Mein Gott, warum sagst du das denn nicht gleich?????????????

Das Teil nennt sich "vector summer". Im Anhang ist ein Beispiel gezeigt.

von M.N. (Gast)


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Erik Müller schrieb:
> X,Y,Z Kreise die geometrisch addiert werden sollen.
> Analoges Signal wird bevorzugt.

Die ganze Welt machts digital.

von Erik M. (d2k)


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Kai Klaas schrieb:
>>X,Y,Z Kreise die geometrisch addiert werden sollen.
>
> Mein Gott, warum sagst du das denn nicht gleich?????????????
>
> Das Teil nennt sich "vector summer". Im Anhang ist ein Beispiel gezeigt.

Also dieser IC richtet das Wechselspannungs-Signal zur Gleichspannung 
und bildet dann die geometrische Summe?
Also ich wollte eigentlich die Wechselgröße geometrisch addieren.
Wenn das nicht geht bräuchte ich nach der Gleichrichtung doch nur einen 
Addierer?

von Andrew T. (marsufant)


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Kai Klaas schrieb:
>>X,Y,Z Kreise die geometrisch addiert werden sollen.
>
> Mein Gott, warum sagst du das denn nicht gleich?????????????
>
> Das Teil nennt sich "vector summer". Im Anhang ist ein Beispiel gezeigt.

Wir sollten Erik evtl. noch darauf aufmerksam machen, dass diese 
Beispielschaltung problemlos auf 3 statt 2 Variablen unter dem 
Wurzelzeichen erweitert werden kann.

von Christian L. (cyan)


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Erik Müller schrieb:
> Also dieser IC richtet das Wechselspannungs-Signal zur Gleichspannung
> und bildet dann die geometrische Summe?

Ja.

> Also ich wollte eigentlich die Wechselgröße geometrisch addieren.

Durch die vektorielle Addition fällt das Vorzeichen eh weg.

> Wenn das nicht geht bräuchte ich nach der Gleichrichtung doch nur einen
> Addierer?

Nein.

Eine weitere mögliche Schaltung zur vektoriellen Addition findet man 
hier:
http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/MAT04.pdf
in Figure 5. Man muss lediglich den Betrag der Eingangssignale bilden 
und sich Gedanken um ein Transistorarray mit 6 Transistoren bzw. eine 
günstige thermische Aufteilung machen. Außerdem müssen die Widerstände 
identisch gewählt werden, damit der Vorfaktor entfällt.

LG Christian

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