Greillard Schaltung: Temperaturstabilisierung

[Patrick B. (p51d)]

Hallo allerseits

Ich plage mich nun schon sei ein paar Wochen mit dem gleichen Thema 
herum: Ich habe ein analoges Signal (Sinus, 1.5MHz, ~1Vpp) welches 
schlussendlich bei einem ADC landet. Mich interessiert dabei nur den 
Spitzenwert (muss auch nicht super schnell sein).
Ich dachte mir, ich nehme das ganze über eine einstuffige 
Greillard-Schaltung (doppelte Amplitude) und anschliessend auf ein RC 
Filter befor es zum ADC geht. Soweit so gut.

Als ich aber mit meinem Versuchsaufbau Messungen machte, driftete mir 
das Signal bei gleichbleibendem Eingangssignal (Signal-Geni) immer 
irgendwo hin. Als ich aus lauter Verzweiflung das ganze mal in den Ofen 
pakte, staunte ich nicht schlecht: Die Temperaturabhängigkeit ist 
riesig!

Ich habe das ganze mal im LTSpice nach-Simuliert (ok, hier mit 10Vpp), 
und siehe da, die Praxis stimmt mit der Theorie überein. Nur was kann 
ich dagegen machen? Ich kann es mir nicht leisten, wenn mein Messsignal 
je nach Umgebungstemperatur irgendwas macht... vor allem wenn man bei 
einem Sprung von 80° satte 3% Drift hat. Da nützen die schönsten Filter 
und ADCs nichts mehr...

Hat da vielleicht jemand einen Tip, wie ich diese Schaltung stabiler 
hinbekomme? Bei Transistorverstärkern kann man ja gegensteuern. Geht das 
beim Gleichrichter auch?
Achja, in meinem Versuchsaufbau verwendete ich Schottky-Dioden, aber das 
brachte nicht wirklich viel.

Gruss
Patrick

[Jens G. (jensig)]

>Als ich aber mit meinem Versuchsaufbau Messungen machte, driftete mir
>das Signal bei gleichbleibendem Eingangssignal (Signal-Geni) immer
>irgendwo hin. Als ich aus lauter Verzweiflung das ganze mal in den Ofen
>pakte, staunte ich nicht schlecht: Die Temperaturabhängigkeit ist
>riesig!

Wieso staunst Du darüber? Sollte sich doch inzwischen herumgesprochen 
haben, daß pn-Übergänge (und vieles andere mehr) ziemlich 
temperaturabhängig sind.

So sowas nimmt man Präzisionsgleichrichterschaltungen - also die Dinger 
mit OPV ...

[Patrick J. (ho-bit-hun-ter)]

Hi

Hätte jetzt auch eher an ein Art Spannungsfolger gedacht.
Das Signal liegt am + Eingang an, der Ausgang geht über eine Diode an 
den Kondensator, Dessen Spannung liegt am - Anschluß an.
Umgedreht für die negative Spannung, ggf. der gleiche Kondensator.
Einen Entladewiderstand so dimensioniert, daß der Kondensator sich so 
schnell entladen kann, wie die Signalquelle geringere Signale 
verschicken kann.

MfG

[der schreckliche Sven (Gast)]

Patrick B. schrieb:
> vor allem wenn man bei
> einem Sprung von 80° satte 3% Drift hat.

Ich meine, Du stellst aber ganz schöne Ansprüche.

[Mani W. (e-doc)]

Man könnte natürlich die Schaltung des TO in ein kleines Gehäuse
packen mit Heizung um die 50 bis 60 Grad, wobei der Wert nicht
kritisch ist, sondern einfach nur auf konstante Themperatur gehalten...

Das Prinzip ist ja vom FORMANT Synth bekannt, und -2mV/Grad ist bei
Dioden nicht gerade stabil für Messungen...

[Jacko (Gast)]

Was du brauchst, ist keine Gegenkopplung:
Die hilft bei Nicht-Linearitäten.

Eher eine Temperaturkompensation.

GAANZ simpel (etwa 1 Größenordnung besser) ist die
Kompensation mit Vorspannung der Diodenstrecke (über einige
kOhm) mit der Vorwärtsspannung einer typgleichen Diode, die
mit passenden < 1 mA bestromt wird.
Das ist aber ein über 50 Jahre altes Konzept...

Oder eben eine Schaltung, die nicht von der temperaturabhängigen
Vorwärtsspannung von Dioden abhängig ist. Das über 40 Jahre alte
Konzept, des OpAmp-gestützten Präzisionsgleichrichters ist bei
> 1 MHz allerdings auch heute noch nicht für 20 Cent zu haben...

Hilft nur noch ein ADC + Signalprozessor. Damit glauben heute
viele, sich von der popligen Physik in die reine Mathematik
abgehoben zu haben. ;-)

[MaWin (Gast)]

Patrick B. schrieb:
> doppelte Amplitude

Nicht  wirklich, es gehen ja 2 x Diodensoannungsabfall (0.7V bzw 0.5V) 
von deinem 1V Messsignal ab, das werden keine 2V.

1.4MHz auf besser als 1% genau gleichzurichten ist schwierig.

Die Verluste einer Gleichrichterdiode kann man sich da nicht leisten.

Also braucht man einen Präzisionsgleichrichter und dem reicht kein 
1.4MHz OpAmp sondern es muss ein richtig schneller sein, eher 140MHz 
Gain-Bandwidth, also ein Videoverstärker.

Schau wie die Profis das machen:

1MHz Spitzenwertdetektor
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmh6628.pdf Figure 32.

[Hp M. (nachtmix)]

Patrick B. schrieb:
> einstuffige
> Greillard-Schaltung

Was es nicht alles gibt.

Da hast du wohl den Greinacher mit Villard verknotet :lol:
https://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsverdoppler

[Harald W. (wilhelms)]

Hp M. schrieb:

> Da hast du wohl den Greinacher mit Villard verknotet :lol:

Ja, man hätte auch Vinacher schreiben können, dann hätte
man genausowenig gewusst, was der TE meint.

[Klaus R. (klara)]

MaWin schrieb:
> Schau wie die Profis das machen:
>
> 1MHz Spitzenwertdetektor
> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmh6628.pdf Figure 32.

Den OP gibt es bei Mouser für 3,03 €. Was will man mehr.
Allerdings: Temperaturbereich -40°C bis +85°C.
mfg Klaus

[Patrick B. (p51d)]

Hp M. schrieb:
> Was es nicht alles gibt.
>
> Da hast du wohl den Greinacher mit Villard verknotet :lol:

Ups, da ist wohl etwas durcheinander geraten.

der schreckliche Sven schrieb:
> Ich meine, Du stellst aber ganz schöne Ansprüche.

mhm, finde ich nicht. Aber ja, wenn die hoch sind dann stimmt das wohl.

Ich werde es wohl mit einer OP Amp Schaltung versuchen.

[Mark W. (kram)]

Du koenntes ja auch mal einen Blick auf den ADL5511 werfen. Ich kann 
mich jetzt allerdings nicht mehr an die Genauigkeit erinnern. Aber der 
hat die Referenzspannung rausgefuehrt.

[Patrick B. (p51d)]

Ich habe mal diverse Schaltungsarten durchsimuliert. Mein Fazit ist 
etwas ernüchternd: Zwar sind sie alle sehr temperaturstabil, aber die 
Eingangsfrequenz liegt <100kHz.

Selbst ein Versuchsaufbau brachte keine besseren Ergebnisse.
Ich habe folgende Schaltung verwendet:
http://www.linear.com/solutions/1608

Dabei sind OPA354 (250MHz, ~100V/us) und BAS99 zum Einsatz gekommen. 
Waren halt gerade da (Vcc=5V, Vac=2Vpp).
Aber auch hier war bei 20kHz Schluss mit einem schönen, 
gleichgerichteten Signal. Gibt es überhaupt Schaltungen die 1-10MHz noch 
sauber gleichrichten können? Oder verwende ich die falschen Elemente?

Mark W. schrieb:
> Du koenntes ja auch mal einen Blick auf den ADL5511 werfen.

Danke, sieht interessant aus. Werde das mal aus Neugier versuchen.

[Mark W. (kram)]

> Mark W. schrieb:
>> Du koenntes ja auch mal einen Blick auf den ADL5511 werfen.
>
> Danke, sieht interessant aus. Werde das mal aus Neugier versuchen.

Ich habe den mal mit Ultraschallsignalen benutzt, wo es um Zeitmessung 
ging. Frequenzen waren so um die 5-15 MHz. Die Bausteine sind eigentlich 
fuer hoehere Frequenzen gedacht, aber der 5511 laesst sich noch bis 
wenige MHz einstellen. Raus kommt halt die Huellkurve.