Synchron-Gleichrichter, Frequenz erhöhen

Warum soll man den CD4066 verwenden, wenn ein J-FET in der Schaltung 
angeblich geht? Gibt es wesentliche Vorteile? Ansonsten kommt mir das 
FET mit seinen drei Beinchen wesentlich einfacher zu realisieren vor.

Außerdem muss ich vielleicht sagen, dass auf den Gleichrichter ein 
verrauschtes Sinus-Signal gegeben wird, nur auf den Schalter soll ein 
Rechteck-Signal. Die Phase kann ich ja am Frequenzgenerator sehr genau 
einstellen.

Vielen Dank für die Antwort!

Ich wollte die Schaltung in Bild 6 realisieren, da diese eine 
Vereinfachung von Bild 2 darstellt. Dort ist ein JFET angegeben. Das 
könnte natürlich sein, dass das JFET dort schon zu langsam ist. 
Andererseits: machte der Unterschied von 15 kHz zu 50 kHz so viel aus?

Gute Nachricht: der Gleichrichter funktioniert auch mit höheren 
Frequenzen.
Zwei Fragen hätte ich noch:

1. Beim Anstieg des Rechtecksignals treten negative Flanken am Output 
des Synchrongleichrichters auf. Hat jemand eine Idee, woher die kommen? 
Ich dachte mir, dass es vielleicht mit der Sperrspannung des FETs 
zusammenhängt, aber genau kann ich mir da auch kein Bild von machen.

2. Hat zwar nichts direkt hiermit zu tun, aber:

Lassen sich die Steuersignale auch mit einem Arduino erzeugen? Es ist ja 
wichtig, dass dieselbe Frequenz und Phase wie diejenige vom 
Eingangssignal getroffen wird. Schafft ein Arduino diese Präzision?

Vielen Dank

Alexander

Die Störung könnte von der Charge Injection, bzw. kapazitiven Kopplung 
des Gate an Source und Drain des FETs kommen. Ein anderes Problem könnte 
ein Gate Strom sein. Normal sollte die Gate Spannung nicht deutlich über 
GND Potential gehen - sonst fließt Strom über das Gate und erzeugt damit 
Fehler. Mit dem 100 K Widerstand der langsamen Version fällt das ggf. 
nicht so auf.

Die CMOS Schalter sind wegen der teilweisen Kompensation durch den N und 
P Kanal da gar nicht so schlecht mit der Kopplung. Mit so etwas wie 4053 
hätte man auch einen Umschalter und hätte nicht das Problem mit dem 
relativ hohen Wert von R2.

Wenn man den Synchrongleichrichter als eine Art Trägerfrequenzverstärker 
oder Lockin nutzen will, könnte man das Steuersignal auch per Arduino 
erzeugen. Es kommt dabei aber darauf an wie man es macht: ein PWM Signal 
kann z.B. recht stabil sein. Das Anregungssignal würde man dann ähnlich 
erzeugen, bzw. vom Gleich Pin gewinnen.

Der Komperator im µC und dann per Software den Schalte steuern ist eher 
keine so gute Idee. Zumindest bekommt man eine Verzögerung.

Vielen Dank Lurchi für die Antwort!

Dann wühle ich morgen mal nach einem 4053.

Bleibt nur die Frage, ob die digitale Frequenzerzeugung per Arduino 
tolerable Fehler erzeugt, da man ja auf Grund der begrenzten 
Taktfrequenz immer zwischen zwei ganzzahligen Teilern jener hin- und 
herschalten muss. D.h. bei 16 MHz Taktfrequenz sind es 62.5 ns 
Genauigkeit. Diese würden jedoch Frequenzabstufungen bei 30-40 kHz von 
der Größenordnung 100 Hz sein!

Der Term Synchrongleichrichter kommt von synchron. Dann ist die 
Frequenzaufloesung doch egal.

Sag doch einfach was das Ganze soll.

Mal ne dumme Frage: Was für nen Sinn ergibt es, nen Rechtecksignal 
gleichzurichten?

Es geht darum, ein Sinus-Signal, das ca. 100 mal kleiner als das 
umgebende Rauschen ist, zu sehen. Deshalb wollte ich mit einem 
Rechtecksignal immer passend schalten, um frequenzsensitiv zu 
verstärken.

Die Synchrongleichrichtung macht vor allem dann Sinn, wenn man die 
genaue Frequenz und auch die Phase des Signals kennt. Einfach nur die 
Frequenz per µC einstellen reicht da in der Regel nicht, wenn man damit 
nicht auch gleich die Anregung macht.

Wenn man die Frequenz nur ungefähr trifft, betrachtet man den 
Synchrongleichrichter besser als einen mixer und bekommt die 
Differenzfrequenz. Da ist es dann ggf. gar nicht gut die Frequenz so 
ungefähr zu treffen, denn dann hat man Signalfrequenz und die 
Spiegelfrequenz dicht zusammen. Man bekommt also i.A. das doppelte 
Rauschen.