Signal glätten

[Dirk F. (dirkf)]

Hallo zusammen,
bitte seht euch doch mal die einfache Schaltung an :

Eine Stromquelle mit einem gewissen Innenwiderstand erzeugt eine Strom, 
die von einem Störsignal überlagert wird.
Der Strom wird über Rm in eine Spannung gewandelt.
Um diese Spannung zu glätten, setze ich zur Zeit nur den Kondensatur 
(ohne Spule) ein.
Frage: Geht die Glättung auch nur mit einer Spule ?
Wenn ja, ist die Wirkung in beiden Fällen gleich, ich meine 
Stromglättung / Spannungsglättung ?
Wird die Schaltung nur mit L funktionieren, oder muss da noch eine 
Freilaufdiode (Anfang L  zu Masse) rein ?
Gruss Dirk

[Michael W. (Gast)]

Du gehst mit dem Begriff "Stromquelle" inkonsistent um. Für eine nicht 
ideale  Stromquelle müsste Ri parallel zur Quelle liegen...Da man das 
aber sowieso in eine reale Spannungsquelle umwandeln kann, ist der 
Unterschied nicht so relevant.

Aber man kann sagen, dass du mit C einen RC-Tiefpass und mit L einen LR 
Tiefpass erzeugst. Beides sind Übertragungsglieder 1. Ordnung und haben 
den gleichen normierten Frequenzgang.

Die Frage ist nur, ob der Innenwiderstand der Quelle nicht so klein ist, 
dass du einen umso größeren Kondensator benötigst, um eine bestimme 
Grenzfrequenz zu erreichen. Ohne jetzt viel nachgedacht zu haben, würde 
ich den Widerstand des Tiefpasses wo anders hinsetzen, und nicht das Ri 
der Quelle verwenden.

Kann aber leicht sein, dass ich dich nicht richtig verstanden habe, denn 
du verwirrst mich mit Strom/Spannungsglättung. Was soll das genaue Ziel 
sein?

Freilaufdiode: schaltest du den Strom mit Schaltern ein und aus? dann 
brauchst du eine, wenn der Strompfad induktiv ist.

[Oldie (Gast)]

Was du da zeigst, sieht mehr nach einer Schulaufgabe,
als nach einem realen Problem aus...

Strom wird artgerecht mit einem L, Spannung mit einem C
geglättet.

Ansonsten:
Bei einer richtig hochohmigen Stromquelle ist Rm fast genau
der Quellwiderstand - nach dem berechnest du C.
Fg = 1/(2*pi*C*Rm)

Man kann auch ein L für Rm und Fg berechnen, aber für Frequenzen
unter einigen MHz ist eine passende Spule teurer und größer,
als das passende C.

Oder willst du ein LC-Filter einsetzen, um einen besseren
Frequenzgang zu erhalten?

Wer mehr zum Problem sagt, kann mehr zur Lösung erwarten...

[Dirk F. (dirkf)]

Hallo zusammen,
danke für die bisherigen guten Hinweise.
Also es geht nicht um eine Schulaufgabe, sondern um ein echtes Problem 
(Isolationsmessung):
Die Spannungsquelle ist ein DC/DC Wandler mit 1000 V 1 mA DC.
Der Ri ist der zu messende Isolationswiderstand von z.B. 1 GOhm.
Rm ( 20 K) ist dann der Wandler von Messbereich 20 uA auf 0,4 V.
Es sind jetzt starke Störungen (Netzbrummen) 50 Hz von etwa 10 % des 
Signales vorhanden.
C ist aktuell 820 pF. Größer kann ich ihn nicht machen, da sonst der 
nachgeschaltete Regler zu schwingen beginnt.
Wie sollte denn eine entsprechendes Spule dimensioniert werden ?
LG  Dirk

[Michael W. (Gast)]

Ich bin nun kein Experte für Isolationsprüfung, aber ein paar allgemeine 
Gedanken wären:

Wenn du L nimmt: Die Zeitkonstante wäre dann

tau=L/R bei einem R=1GOhm

Wenn du 50Hz deutlich abschwächen möchtest, dann sollte die 
Grenzfrequenz des Tiefpasses bei etwa 10Hz liegen. --> tau = 16ms.

L = tau*R = 16ms*1GOhm = ... du siehst also, dass das nicht geht.

Abgesehen davon wird die Zeitkonstante durch den zu messenden 
Isolationswiderstand bestimmt, was ja eher Unsinn ist.


Wenn der Regler der Hochspannungsquelle bei einem eingebauten 
Tiefpassverhalten schwingt (wo ist der Rückkopplungspunkt denn 
überhaupt?), dann kannst du probieren, nach dem Messwiderstand einen RC 
Tiefpass zwecks besserer Entkopplung zu schalten (z.B. 1MOhm+10n). Nur 
musst du dann etwa eine halbe Sekunde warten, bis sich der Tiefpass nach 
dem Einschalten eingeschwungen hat. Falls das auch nicht geht, kannst du 
immer noch mit einem OP hochohmig entkoppeln und einen aktiven Filter 
nehmen.

Da der Störanteil aber nicht wahnsinnig hoch ist (10%), könntest du mit 
dem uC auch öfter messen und mitteln. Wenn du 100 mal misst, reduziert 
sich das Rauschen schon um den Faktor 10, bei 1000 mal um den Faktor 33. 
Reicht das denn nicht?

[Jens2001 (Gast)]

Würde die Induktivität weglassen und statt dessen einen Widerstand 
einbauen.

Rm<<R<<Riadc

[Michael W. (Gast)]

Jens2001 schrieb:
> Würde die Induktivität weglassen und statt dessen einen Widerstand
> einbauen.

so habe ich es gemeint ;-)

[Dirk F. (dirkf)]

Dankr für die Hinweise.
Bin zur Zeit auf Dienstreise, wenn zurück, werd ich mal etwas 
experimentieren....
Gruß Dirk