Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik MHz mit niedriger Abtasrate messen


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von Ajay A. (ajay29)


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Hallo,

ich habe eine Platine erstellt bei der ich am Ende eine AC Spannung 
messen will. Mich interessiert dabei nur die Vpp (0-5V) und nicht die 
Frequenz (1-2MHz). Am liebsten würde ich die Spannung mit einem NI-6210 
auslesen aber dessen Abtastrate ist nicht hoch genug. Gibt es eine 
Möglichkeit mit der man die Spannung mit dem NI-6210 bzw. einer 
niedrigen Abtastrate messen kann?

Grüße

von Karl M. (Gast)


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Hallo,

ohne jetzt genau zu wissen, warum eigentlich, fällt mir der 
Präzisionsgleichrichter als Mittel ein.

https://de.wikipedia.org/wiki/Pr%C3%A4zisionsgleichrichter

Der ist einfach aufzubauen und je nach OPV auch "genau".

von HildeK (Gast)


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Grundsätzlich geht es, mit Subsampling die Amplitude festzustellen.
Allerdings: der AD-Wandler muss in seinem Analogteil trotzdem die 
Eingangsfrequenz verarbeiten können und nicht bereits als Tiefpass 
wirken.
Man müsste also trotzdem einen nehmen, der die 2MHz kann, aber dann 
könnte er auch 4MHz Abtastfrequenz :-)

von georg (Gast)


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HildeK schrieb:
> der die 2MHz kann, aber dann
> könnte er auch 4MHz Abtastfrequenz :-)

Ob das genügt? Es könnte bei 2/4 MHz sein, dass die Messung jeweils auf 
den Nulldurchgang fällt - dann ist das Ergebnis Null.

Georg

von foobar (Gast)


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Prinzipiell tut es ein Peak-Detector[1]. Da hast du natürlich nen 
(halbwegs konstanten) Spannungsabfall an der Diode mit drin. Wenn nötig, 
kannst du das mit nem OpAmp kompensieren, z.B. mit Karls 
Präzisionsgleichrichter (s.o.).


[1] 
http://www.learningaboutelectronics.com/Articles/Peak-detector-circuit.php

von Possetitjel (Gast)


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Ajay A. schrieb:

> Gibt es eine Möglichkeit mit der man die Spannung mit
> dem NI-6210 bzw. einer niedrigen Abtastrate messen
> kann?

Ja, die gibt es -- aber das ist in der Regel Gemurkse.

Mit weitem Abstand am Einfachsten ist es, einen ausreichend
schnellen A/D-Wandler zu verwenden.
Synchrongleichrichtung bzw. Abwärtsmischung ist auch noch
relativ einfach und kann bei erträglichem Aufwand recht
genau werden.

Rein analoge Lösungen (Präzisionsgleichrichter) sind
im MHz-Bereich nicht mehr spaßig und daher etwas für
Analogliebhaber, wenn Du wirklich etwas MESSEN willst.

von Possetitjel (Gast)


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georg schrieb:

> HildeK schrieb:
>> der die 2MHz kann, aber dann
>> könnte er auch 4MHz Abtastfrequenz :-)
>
> Ob das genügt? Es könnte bei 2/4 MHz sein, dass die Messung
> jeweils auf den Nulldurchgang fällt - dann ist das Ergebnis
> Null.

Deswegen macht man das vernünftigerweise zweikanalig (Prinzip
I/Q-Mischer).

von HildeK (Gast)


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georg schrieb:
> HildeK schrieb:
>> der die 2MHz kann, aber dann
>> könnte er auch 4MHz Abtastfrequenz :-)
>
> Ob das genügt? Es könnte bei 2/4 MHz sein, dass die Messung jeweils auf
> den Nulldurchgang fällt - dann ist das Ergebnis Null.

Ja, ja, ich hätte schreiben sollen: "... dann kann er auch mindestens 
4MHz Abtastfrequenz."

Außerdem kann es auch sein, dass es AD-Wandler gibt, die mehr analoge 
Bandbreite haben als nach dem Abtasttheorem notwendig wäre, wie der hier 
z.B.http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD9042.pdf
Der hat 41Msamples/s und 100MHz Analogbandbreite ...

von Ajay A. (ajay29)


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Hallo,

an einen A/D-Wandler habe ich auch schon gedacht. Was wäre den da für 
einer geeignet? Am besten für ein PCB.

Grüße

von Possetitjel (Gast)


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Ajay A. schrieb:

> an einen A/D-Wandler habe ich auch schon gedacht. Was
> wäre den da für einer geeignet? Am besten für ein PCB.

Ich dachte eher an eine ausreichend schnelle Messkarte
im PC.


Erzähl' mal mehr zu den Details: Woher kommt das Signal
mit f_max = 2MHz und 5V(!)? Sinus? Rechteck? Unbekannte
Kurvenform? Ist die Frequenz unbekannt oder bekannt?

von Possetitjel (Gast)


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HildeK schrieb:

> Außerdem kann es auch sein, dass es AD-Wandler gibt, die
> mehr analoge Bandbreite haben als nach dem Abtasttheorem
> notwendig wäre, [...]

Gibt es. Der ADS830 hat 60MSps und wimre 300MHz analoge
Bandbreite.

von HildeK (Gast)


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Possetitjel schrieb:
> Gibt es.

Ja, ich hatte ja auch einen verlinkt, den AD9042 mit 41MSps und 100MHz.

von Klaus (Gast)


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Ajay A. schrieb:
> Mich interessiert dabei nur die Vpp (0-5V) und nicht die
> Frequenz (1-2MHz).

Klingt nach Mittelwelle, einem Detektorradio. Schnelle Änderungen kommen 
am NF-Ausgang raus, langsame sieht man an der Abstimmanzeige.

MfG Klaus

von Possetitjel (Gast)


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HildeK schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> Gibt es.
>
> Ja, ich hatte ja auch einen verlinkt, den AD9042 mit
> 41MSps und 100MHz.

Ja... entschuldige meine übertriebenen Telegrammstil.

Ich wollte nur illustrieren, dass eine relativ zur
Nyquist-Rate deutliche höhere Analogbandbreite gar
nicht so exotisch und z.T. auch bei gut erhältlichen
ADCs zu finden ist.
Den ADS830 gibt immerhin für bezahlbares Geld bei
Reichelt.

von Wolfgang (Gast)


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Ajay A. schrieb:
> Am liebsten würde ich die Spannung mit einem NI-6210
> auslesen aber dessen Abtastrate ist nicht hoch genug.

Meinst du die USB-6210?

Hauptsächlich ist die Bandbreite nicht groß genug. Die Abtastrate kann 
dir egal sein, solange der S&H sauber zugreift und du mit den 
Aliasing-Effekten klar kommst.

von Stampf (Gast)


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Allenfalls einen Peakdetektor wie LT5505 oder aehnlich. Sich nur nicht 
von den hohen Bandbreiten beirren lassen. Die Untere Grenzfrequenz ist 
nicht so einfach. In erster Linie vom Koppel C abhaengig. Dann ist sie 
eben nicht mehr 50 Ohm. Funktioniert aber trotzdem.

von Ajay A. (ajay29)


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Danke für die interesanten Vorschläge. Es wird wohl auf einen A/D 
Wandler hinauslaufen.

Gibt es einen AC/DC Wandler in der Größenordnung?
Das wäre ja noch einfacher.

von georg (Gast)


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Ajay A. schrieb:
> Gibt es einen AC/DC Wandler in der Größenordnung?

Das IST ein Gleichrichter, per definitionem, und wurde schon erläutert.

Georg

von Ajay A. (ajay29)


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Hallo,

eine Sache ist mir bei den Gleichrichtern noch nicht klar. Durch die 
Diode wird der negative Teil geblockt und der positive bleibt. Wenn ich 
eine Sinusform habe bleibt immer noch das Abtastproblem? Oder gibt es 
welche die auch gleich ein Rechtecksignal daraus machen?

von georg (Gast)


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Ajay A. schrieb:
> Oder gibt es
> welche die auch gleich ein Rechtecksignal daraus machen?

Dann wäre es ja kein Gleichrichter: Rechteck <> DC.

Ein Spitzenwertgleichrichter gibt den Spitzenwert aus, egal wie die 
Signalform aussieht (etwas vereinfacht).

Georg

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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