aktiver Einwegleichrichter

Nein, der Witz beim aktiven Gleichrichter ist, dass aufgrund der hohen 
Leerlaufverstärkung des OPVs mithilfe der Über-Alles-Gegenkopplung die 
Durchflussspannung der Diode bis auf einem verschwindend kleinen Rest 
ausgeregelt wird.
Bei nicht allzu hohen Frequenzen funktioniert das auch noch im 
mV-Bereich.

>Ich habe eine Frage zum Gleichrichter und zwar warum das so gemacht
>wird, denn die Halbwellen werden so ja quasi angeschnitten.
>Sprich erst gleichgerichtet, wenn die Spannung Ue > 0.7V ist?!

>sorry wenn Ue < 0.7V

Das ist ein aktiver Einweggleichrichter. Da wird eben eine der beiden 
Halbwellen wgegeworfen.
Auserdem hat ein OPV "unendlich" hohe Verstärkung, also arbeitet er 
bereits bei "unendlich" kleiner Spannung korrekt. Der OPV-Ausgang 
steuert also auch bei kleinsten Ue die Dioden durch.

> Bis zu welcher Frequenz kann man das treiben, wenn man einen schnellen
> OP-Amp benutzt?

Was ist bei Dir ein schneller OPV? 10MHz, 100MHz, 1GHz, oder gar noch 
mehr?
Egal, das hängt nicht nur vom OPV ab, sondern auch vom Aufbau, 
verwendeter Teile (parasitäre Dioden-Kapazitäten). Und natürlich von der 
erwarteten Qualität des Gleichrichtereffekts.
Aber ich denke mal, etliche 10 oder gar 100MHz sollten heutzutage drin 
sein.

Wenn ich das richtig sehe muss der OP im Nulldurchgang der 
Eingangsspannung ganz schnell von +0.7V nach -0.7V (oder umgekehrt) 
wechseln. Das erfordert OPs mit extrem hoher slew-rate. Ich glaube, die 
Schaltung ist als HF-Gleichrichter nicht wirklich geeignet.

Tom schrieb:
> Mark S. schrieb:
>> Bei nicht allzu hohen Frequenzen funktioniert das auch noch im
>> mV-Bereich.
>
> Bis zu welcher Frequenz kann man das treiben, wenn man einen schnellen
> OP-Amp benutzt?
>
> Das wäre ja die perfekte Detektor-Gleichrichter-"Diode"?

Nimm einen OPV mit 1GHz Transitfrequenz - dann hast Du bei 1MHz immer 
noch eine Schleifenverstärkung von 1000. Also als Hausnummer eine 
Flußsspannung von 0,6V/1000 = 0,6mV.
Im übrigen bietet sich hier die Simulation mit LTSpice an.

Martin O. (ossi-2) schrieb:

>Wenn ich das richtig sehe muss der OP im Nulldurchgang der
>Eingangsspannung ganz schnell von +0.7V nach -0.7V (oder umgekehrt)
>wechseln. Das erfordert OPs mit extrem hoher slew-rate. Ich glaube, die
>Schaltung ist als HF-Gleichrichter nicht wirklich geeignet.

Es gibt OPV mit an/um die 10000V/µs (z.B. THS3201 - ok, ist ein CFA, 
aber egal). Die 0,7V schaffen die also in weniger als 100ps. Da ist eher 
der restliche Schaltungsaufbau der begrenzende Faktor ...

@Martin O. (ossi-2)

>Wenn ich das richtig sehe muss der OP im Nulldurchgang der
>Eingangsspannung ganz schnell von +0.7V nach -0.7V (oder umgekehrt)
>wechseln. Das erfordert OPs mit extrem hoher slew-rate. Ich glaube, die
>Schaltung ist als HF-Gleichrichter nicht wirklich geeignet.

Du hast es erfaßt. Für HF braucht es im Normalfall auch keinen 
Präzisionsgleichrichter, das kann eine Diode allein und auch deutlich 
schneller. Daß man dafür mehr Pegel braucht, ist halt so, aber nicht 
tragisch.

@Peter R. (Gast)

>...
>Wenn beide Dioden gleich sind, (gepaart) heben sich die beiden
>vermurksten Teile gegenseitig auf und die reine Halbwelle, durch R2
>erzeugt, lässt dann den exakten Mittelwert entstehen.

>Auf diese Weise entfällt im Mittelwert der Ausgangsspannung die
>Durchlasspannung der Dioden, mitsamt ihrer Temperaturabhängigkeit.

Toll - aber wir wollten keinen Mittelwert haben, und auch die Dioden 
nicht vorher auf Gleichheit ausmessen ...
Ein Präzi-Gleichrichter soll ganz einfach ein exaktes Abbild der 
gleichgerichteten Eingangsspannung liefern. Beim Einweggleichrichter 
aber eben nur von einer Halbwelle.

Peter R. schrieb:
> Zunächst ist die Stelle in der Schaltung für D2 fehlerhaft. Die Diode
> muss in reihe mit R2 liegen, darf nicht den durch die Last erzeugten
> Ausgangsstrom führen,sondern nur den Strom, der über R1 fließt, da ja
> der Eingangsstrom eines Opamp nahezu Null ist.
>
> In der negativen Halbwelle von ue wird dann als Ausgangsspannung eine
> vermurkste Halbwelle entstehen, die ein indirektes Abbild der
> Durchlassspannung der Diode D1 ist.

Alles falsch. Du hast die Schaltung nicht verstanden.

D1 ist da aus zwei Gründen:

1. verhindert D1, daß der OPV bei der Ansteuerung mit der falschen 
(positiven) Polarität am Eingang seinen Ausgang in die Sättigung fährt. 
Das wäre kontraproduktiv, weil er aus der Sättigung nur langsam wieder 
heraus käme. Der aktive Gleichrichter würde dann verzögert vom 
sperrenden in den leitenden Zustand schalten.

2. sorgt D1 dafür, daß der Eingangswiderstand der Schaltung für beide 
Polaritäten der Eingangsspannung gleich (nämlich gleich R1) ist. Das ist 
zwar in erster Näherung nur eine Schönheitsreparatur, aber wenn der 
Schaltungsteil vor dem Gleichrichter einen nennenswerten 
Ausgangswiderstand hat, kann das sonst unschöne Effekte geben.

Tom schrieb:

> Bis zu welcher Frequenz kann man das treiben, wenn man einen schnellen
> OP-Amp benutzt?
>
> Das wäre ja die perfekte Detektor-Gleichrichter-"Diode"?

Das das auch einfacher geht, sieht man in jedem (alten)
Transistortaschenradio.

Mark S. schrieb:
> Nimm einen OPV mit 1GHz Transitfrequenz - dann hast Du bei 1MHz immer
> noch eine Schleifenverstärkung von 1000. Also als Hausnummer eine
> Flußsspannung von 0,6V/1000 = 0,6mV.

Selbst wenn du Shottky-Dioden wie BAT14 oder ähnliches benutzt hast du 
es aber immer noch mit o,5pF Kapazität zu tun die du zusätzlich umladen 
musst.

Das Gebilde wird garantiert schwingen.

Jens G. schrieb:
> Es gibt OPV mit an/um die 10000V/µs (z.B. THS3201 - ok, ist ein CFA,
> aber egal). Die 0,7V schaffen die also in weniger als 100ps. Da ist eher
> der restliche Schaltungsaufbau der begrenzende Faktor ...

so ist es.

Man schaue sich doch mal an wie die Messgeräteschmieden wie R&S oder HP 
das z.B. in ihren Signalgeneratoren gemacht haben. Die haben die 
Ausgangsspannung vor dem Ausgangsabschwächer gemessen und mit einer 
Regelschaltung die Ausgangsspannung stabil gehalten. Zusätzlich wurde 
über diese Regelschleife aber auch die Amplitudenmodulation 
bewerkstelligt.

Da der Pegel an der Messstelle 1Veff betrug brauchte der Dynamikumfang 
aber kaum größer als 30-40db zu sein.

Die Temperaturkompensation wurde mit einer zweiten Diode gleichen Typs 
realisiert.

Aber 1 GHz uns 1mV das geht nur mit viel Aufwand. Siehe R&S URV4 oder 
mit Korrektureprom URV5.

Ich habe bisher noch keinen aktiven Gleichrichter gesehen, welche 
NF-1GHz und einen Pegelbereich von 1mVeff bis 1Veff breitbandig abdeckt.

Schmalbandig könnte man es mit einen Synchrongleichrichter machen. Dazu 
muss man aber die gleichzurichtende Frequenz in einen Rechteck 
verwandeln der den S&H Schalter betätigt. Das muss zu jeder Zeit mit 
exakter Phase passieren. Das ist auch nicht einfach.

Wäre es nicht eine Alternative , die hohen Frequenzen ins NF-Bereich 
umzusetzen und dann gleichzurichten?

Ralph Berres

>Aber Punkt 2 verstehe ich nicht so ganz. Wieso müssen die
>Eingangswiderstände gleich sein, sprich gleich R1 und warum sorgt D1
>dafür?

Damit die Quelle den gleichen R für beide Halbwellen sieht (sonst gibt's 
Signalverzerrungen).

>Der Eingangswiderstand ist doch R1//R2 oder nicht?

Der inv. Eingang stellt eine sogenannte virtuelle Masse dar, da ja der 
OPV diesen Punkt über die Rückkopplung immer auf dem gleichen Pegel hält 
wie der non-inv Eingang. D.h., die Quelle sieht nur einen R1 gegen 
Masse.
Deswegen ist es letztendlich für die Quelle egal, wie die Rückkopplung 
aussieht, weil sich immer die virt. Masse ausbildet (solange der OPV im 
gültigen Arbeitspunktbereichen arbeitet), und somit die Quelle immer nur 
R1 gegen Masse sieht.