Hi, ich suche nach einer Möglichkeit eine Spannung mit unbekannter Höhe im Bereich von knapp über null Volt bis max. 20V (Spitze) auf exakt fünf Volt zu ziehen. Die Spannung kann jederzeit in diesem Bereich variieren. Es handelt sich um ein digitales Signal (Frequenz bis zu 10kHz), das ich decodieren möchte, wesshalb auch ein LOW-Zustand (null Volt) eintreten kann. Zuerst dachte ich an einen Spannungsteiler mit OPV, der die Signalspannung (nahezu) unendlich verstärkt und dann durch die Spannungsbegrenzung des OPV sich bei den fünf Volt einbendelt. Dann habe ich leider bemerkt, dass das Signal auch mit einer Gleichspannung heraufgesetzt werden kann (durch das Ausgabegerät). Mein OPV würde hier also leider immer 5V ausgeben --> also nicht brauchbar. Es kann also sein, dass immer 3V anliegen (LOW) und das Signal auf 4V wechselt für HIGH. Anderes Beispiel: das Signal kann standartmäßig 1V betragen (LOW) und 20V HIGH. Auch 0V für LOW und 7V für High ist denkbar. Klar könnte man das ganze einstellbar machen, aber ich würde das gerne automatisiert habe. Ich denke da an das Konzekt eines Frequenzzählers. Der kann ja die Frequenz einer beliebigen Spannung messen (also High Low Unterscheidung), auch wenn diese mit einer Offsetspannung untersetzt wird. Meine Frage nun, wie geht das bei einem Frequenzzähler? Gibt es Ideen Anregungen Vorschläge, wie ich beim Problem lösen kann? Danke Paul
paul schrieb: > Dann habe ich leider bemerkt, dass das Signal auch mit einer > Gleichspannung heraufgesetzt werden kann (durch das Ausgabegerät). > > Mein OPV würde hier also leider immer 5V ausgeben --> also nicht > brauchbar. Man könnte mit einem RC-Hochpass den DC Offset rausfiltern und das Signal dann mit einem Komparator mit 0V vergleichen.
Die Beschreibung ist nicht ganz klar. Willst du den Bereich 0 bis 20V auf den Bereich 0 bis 5V abbilden und einen Gleichsignalanteil dabei rausfiltern? ODER Willst du einen digitalen Output haben, dass wenn der "Wechselanteil deines Einganssignales = 0V+Threshold" ist, der Output = 0 ist und wenn der "Wechselanteil deines Einganssignales > 0V+Threshold" ist der Output = 1 ist.
paul schrieb: > Zuerst dachte ich an einen Spannungsteiler mit OPV, der die > Signalspannung (nahezu) unendlich verstärkt und dann durch die > Spannungsbegrenzung des OPV sich bei den fünf Volt einbendelt. > > Dann habe ich leider bemerkt, dass das Signal auch mit einer > Gleichspannung heraufgesetzt werden kann (durch das Ausgabegerät). Dann definiere doch bitte erstmal dein "Signal". Einen Gleichspannungs- anteil kann man ja (wie ein Vorposter schon anmerkte) durch einen Hochpaß abtrennen. Allerdings nur einen konstanten solchen. Wenn der Offset schwankt, dann kann das Ausgangssignal durchaus noch "Wackler" enthalten. Und der Hochpaß bedingt auch, daß dein System eine untere Grenzfrequenz bekommt. Im Extremfall mußt du das Signal halt mit einem ADC abtasten und die Auswertung in Software machen. Die kann dann beliebig komplex sein. Von einem automatisch nachgeführten Mittelwert und von der Amplitude abhängigen Schaltschwellen bis hin zur FFT mit der Auswahl der stärksten Spektrallinie. XL
Naheliegendste Variante:
+Ub +Ub
| |
R Schottky |--------Rv3-------|
Eing-C-Rv-|------|-----Rv2-|-1/4HC04--1/4HC04-|---Ausgang
R Schottky
| |
GND GND
Die Widerstände und der C müssen natürlich - je nach Minimalfrequenz -
vernünftig dimensioniert werden.
Mit dem Verhältnis Rv3 zu Rv2 kannst du die Umschalthysterese auf einen
gewünschten Wert festlegen..
Rv3 >> Rv2 >> R; Rv ca. 1,5*R
Danke schon mal allen die geschrieben haben. Was ich machen möchte ist ist den reinen digitalen Anteil zu "filtern". Also ich möchte die überlagerte Gleichspannung komplett rausschneiden und nur den digitalen Inhalt auswerten können (weitergabe an einen µC). Das Ausgangssignal soll also nur 0V oder 5V ausgeben (also den digitalen, von einer Gleichspannung unterwanderten, Anteil das Eingangssignales). Gruß P.
das Offsetsignal kann schwanken, wenn es sich aber ändert kommt jedoch erst ein neues "Kalibriersignal" (also der wechsel von NULL -> EINS -> NULL -> EINS ... (rund 100x)).
Der in Frequenzzählern verwendete, von Max vorgeschlagenen RC-Hochpass funktioniert halt nur bei gleichspannungsfreien Leitungscodes. Also - wenn du gleich viele Low und High Zustände hast, genügt ein Kondensator um den Gleichspannungsanteil herauszufiltern. Bei 100 Kalibriersignalen dürfte sich eine sinnvolle Zeitkonstante finden lassen. Falls nicht - Das Signal mit einem A/D Wandler einlesen und im Programm nur auswerten, ob die Spannung sinkt/steigt. Unabhängig von der absoluten Größe.
Signalpegel bis 20V sprechen dafür, das es nicht superschnell sein muss. Die schnellste Antwort in einem Mikrocontrollerforum: Eingangsspannung mittels Spannungsteiler anpassen und ab in den ADC eines Mikrontrollers. Dann kannst Du dich in Software mit Störunterdrückung, Flankenerkennung und allem was das Herz begehrt austoben. viel Erfolg Hauspapa
Noch einer schrieb: > Bei 100 Kalibriersignalen dürfte sich eine sinnvolle Zeitkonstante finden > lassen. Pustekuche, dass hängt nicht nur davon ab, ob ein Kalibriersignal kommt, sondern auch davon, dass im Digitalsignal nicht zu niedrige Frequenzen vorkommen. Dafür müssen Stuffing-Bits enthalten sein, die zu lange Folgen mit gleichem Pegel unterbrechen.
Das braucht nicht nur Stuffing Bits. Ein RC-Hochpass erlaubt nicht mal ein Ungleichgewicht an High- und Low-Zuständen, die im zeitlichen Mittel Gleichspannung ergeben. Erst mal schauen, wie das Signal kodiert ist und dann schauen, ob man Hochpass oder ADC/Software braucht.
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