Hallo, ich habe ein analoges Signal (s. Bild, dunkle Linie), bei dem die gezeigten Ausschläge während des Prozesses ansteigen. Dieses Signal möchte ich auswerten, meine Messkarte hat aber nicht die erforderliche Abtastrate, damit ich wirklich jeden Ausschlag messen könnte. Nun ist es nicht wichtig die Spannung jedes Ausschlags genau zu messen, sondern was entscheidend ist, dass ich irgendwie den Verlauf der steigenden Spannung der Ausschläge erfassen kann (etwa ein Signal, das ungefähr der roten Linie entsprechen kann). Ich habe darüber nachgedacht, ob die Bildung eines gleitenden Mittelwertes (wird doch meist realisiert über einen Tiefpass) Sinn macht, was natürlich für eine kurze Verzögerung im Signal sorgt, je nachdem welche Breite der gleitende Mittelwert haben soll. Sehr ihr außer dem Tiefpass noch eine Möglichkeit, wie man etwas erreichen kann, das mir hilft? Gäbe es andere/bessere Möglichkeiten, wenn ich das Signal in ein digitales umwandele?
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Hallo, wenn das Signal stetig ansteigt, dann wäre eventuell ein Peakmeter, das jeweils den Spitzenwert festhält, eine Lösung. Dann kann Dein AD-Wandler wandeln so schnell er kann. mfg klaus
jn15 schrieb: > Sehr ihr außer dem Tiefpass noch eine Möglichkeit, wie man etwas > erreichen kann, das mir hilft? Ich sehe da einen Job für einen aktiven Integrierer/Integrator: https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0412061.htm
Deine Begriffe verwirren. gleitender Mittelwert wird eigentlich nur mit digitaler Verarbeitung assoziiert, also nach dem AD. Ein Tiefpass meint im einfachsten Fall eine RC-Kombination vor dem AD, um hochfrequente Signal (über der Abtastrate) zu eleminieren. Zudem meint "gleitender Mittelwert" den Mittelwert aus den letzten n Messungen, die dazu alle gespeichert werden müssen. Einfacher (und die digitale Entsprechung des PT-1 Tiefpass per RC) ist die exponentielle Glättung [X += (Messwert-X)/N] mit N als Gewichtungsfaktor und Abtastrate*N = Tau.
jn15 schrieb: > sondern was > entscheidend ist, dass ich irgendwie den Verlauf der steigenden Spannung > der Ausschläge erfassen kann (etwa ein Signal, das ungefähr der roten > Linie entsprechen kann). Zwei Lösungen wurden dir genannt. Peak detector und Integrator. Welcher besser passt kommt darauf an, ob du nur die Höhe der Impulse wissen willst, oder Höhe und Breite (also die Fläche darunter) Nur die Höhe, dnn Peak detector, die Fläche wäre dann der Integrator. jn15 schrieb: > Dieses Signal > möchte ich auswerten, meine Messkarte hat aber nicht die erforderliche > Abtastrate, damit ich wirklich jeden Ausschlag messen könnte. Welche Abtastrate hast du denn. Dir ist das Abtasttheorem (Nyquist-Shannon) ein Begriff? Die Grenze musst du einhalten sonst sind die A/D gewandelten Werte nur noch Müll.
jn15 schrieb: > Ich habe darüber nachgedacht, ob die Bildung eines gleitenden > Mittelwertes (wird doch meist realisiert über einen Tiefpass) Sinn > macht, was natürlich für eine kurze Verzögerung im Signal sorgt, je > nachdem welche Breite der gleitende Mittelwert haben soll. Gleitender Mittelwert und Tiefpass erster Ordnung (dass was man mit RC realisiert) sind grundverschieden. Ersterer mittelt die Daten in einem Fenster konstanter Breite mit gleicher Gewichtung, ein RC-Tiefpass mittelt (theoretisch) über ein unendlich breites Zeitfenster und gewichtet die Daten mit einer exponentiel abklingenden Gewichtsfunktion, d.h. je älter um so geringer das Gewicht.
Der Andere schrieb: > Welche Abtastrate hast du denn. Dir ist das Abtasttheorem > (Nyquist-Shannon) ein Begriff? Die Grenze musst du einhalten sonst sind > die A/D gewandelten Werte nur noch Müll. Quatsch Falls man das Abtasttheorem verletzt, bekommt man Aliasing-Effekte. Ob man damit umgehen kann, steht auf einem anderen Blatt. Jedes Stroboskop nutzt diese Tatsache und das wird wohl keiner als "Müll" bezeichnen. Wenn man weiss, wann die Impulse kommen, kann man beispielsweise ganz gezielt auf die Peakfläche zugreifen, indem man einen Integrator über den Peak integrieren lässt und nach dem Puls damit den ADC füttert. Bei der Zeitskala ist das doch überhaupt kein Problem.
Der Andere schrieb: > Zwei Lösungen wurden dir genannt. > Peak detector und Integrator. > Welcher besser passt kommt darauf an, ob du nur die Höhe der Impulse > wissen willst, oder Höhe und Breite (also die Fläche darunter) > Nur die Höhe, dnn Peak detector, die Fläche wäre dann der Integrator. Nur die Höhe ist wichtig. Breite komplett egal. Der Andere schrieb: > Welche Abtastrate hast du denn. Dir ist das Abtasttheorem > (Nyquist-Shannon) ein Begriff? Die Grenze musst du einhalten sonst sind > die A/D gewandelten Werte nur noch Müll. Nein überhaupt nicht. Bin im elektrotechnischen Bereich ziemlicher Anfänger. Ich kannte bis eben nicht einmal Peakdetektoren... Abtastrate ist meine ich bei ca. 5 ms. Aber Peakdetektoren halten doch die höchste Spannung permanent oder? Ich bräuchte ja eigentlich einen Reset alle 10 ms.
Wolfgang schrieb: > Falls man das Abtasttheorem verletzt, bekommt man Aliasing-Effekte. Ob > man damit umgehen kann, steht auf einem anderen Blatt. Selber Quatsch! Damit kann man nicht meht umgehen weil man daraus das Ursprungssignal ebn nicht mehr eindeutig ermitteln kann. Für dein "Umgehen" setzt du wahrscheinlich zusätzliche Informationen voraus, nur ob es die gibt und ob der weiterverarbeitende Algorithmus die hat und verarbeiten kann steht auf einem anderen Blatt.
jn15 schrieb: > Aber Peakdetektoren halten doch die höchste Spannung permanent oder? Ich > bräuchte ja eigentlich einen Reset alle 10 ms. Nein, sie liefern einen Impuls, wenn dss Maximum erreicht ist. Den Impuls kann man verwenden um damit eine Sample & Hold Schltung anzusteuern, die den aktuellen Spannungswert festhält. Wenn du genau weisst, wann die Peaks kommen, weil du sie z.B selbst herstellst, kannst du auf den Peak Detektor verzichten und den S&H direkt ansteuern. Hinter dem S&H hast du jedenfalls eine treppenförmige Spannung, die du evtl. noch glätten kannst.
Ne, ich weiß leider nicht genau, wann die Peaks kommen. Das klingt leider komplizierter als ich es mir vorgestellt habe. Auf diesen Diagrammen (bisschen runterscrollen) sah es halt so aus, als würde der Peak Detector die Spannung halten, oder ist die Zeiteinheit einfach zu gering? http://www.analog.com/en/technical-articles/ltc6244-high-speed-peak-detector.html Müsste eine Sample & Hold Schaltung so ausgelegt werden, dass sie zeitlich mit dem Auslesen übereinstimmt? Und weiter oben wurde ja auch von einem aktiven Integrierer geschrieben. Ich habe mich da mal etwas eingelesen, verstehe aber nicht so ganz, wie der mir helfen könnte.
Lach schrieb: > Selber Quatsch! Damit kann man nicht meht umgehen weil man daraus das > Ursprungssignal ebn nicht mehr eindeutig ermitteln kann. Wenn einen die Rekonstruktion des Ursprungssignals nicht interessiert, wie das hier der Fall ist, kann einem die Ermittlung des Ursprungssignals ziemlich egal sein. Und wenn es hier um die Peakamplitude geht, reicht ein Spitzenwertdetektor, den man z.B. nach Ende der AD-Wandlung zurück setzt - rechtzeitig bevor der nächste Peak kommt. Der Spitzenwertdetektor verletzt mit Sicherheit das Abtasttheorem und liefert trotzdem genau die gesuchte Information - nix mit Müll.
jn15 schrieb: > Ne, ich weiß leider nicht genau, wann die Peaks kommen. Du weißt aber doch, dass die Peaks eine steile fallende Flanke haben ;-) Falls sich deine Peak-Höhen immer gut von 0-Level unterscheiden, kannst du einfach mit einem Komparator die zeitliche Lage der Pulse erkennen. Evtl. kann man das Signal auch mit einem Hochpass differenzieren. Mit dieser fallenden Flanke wird ein Interrupt ausgelöst, der die Wandlung des ADC zum Messen des Ausgangssignals vom Peak-Detektor startet. Sobald der Wandler fertig ist, wird der Peak-Detektor zurück gesetzt und die Mimik wartet auf den nächsten Puls.
Ja, so gesehen weiß man das natürlich schon. Ich habe gerade auch selber gemerkt, dass ich mich widersprüchlich in diesem Thread ausgedrückt habe, indem ich zwischendurch schrieb, dass ich die Peaks erkennen will. Das ist so gesehen quatsch. Die Spannung der Peaks genau zu erkennen ist eine Möglichkeit das Signal auszuwerten, die andere, wie in Beitrag 1 beschrieben (s. Diagramm), ist es, dass ich den Verlauf der Peak-Höhen ermitteln kann. Also: Das Signal besteht ausschließlich aus den im Diagramm gezeigten Peaks. Diese sind zu Beginn niedriger (z.B. 1V), steigen im Laufe des Prozesses aber an (bis auf z.B. 3 V) und fallen irgendwann wieder ab. Der Unterschied in den Peakhöhen ist dabei nicht abrupt, sondern ändert sich, je nach Prozessparametern, linear oder exponentiell. Jetzt würde es mir auch helfen, wenn ich so ein analoges Signal wie aus meinem Diagramm erzeugen könnte (rot), das keine richtigen Rückschlüsse auf die Peakhöhe zulässt, aber dafür einen konstanten Verlauf dieser widerspiegelt. Ist es möglich in dieser Richtung eine leichtere Lösung zu finden?
Moin, jn15 schrieb: > Ist es möglich in dieser Richtung eine leichtere Lösung zu finden? Naja, mit irgendeinem Tiefpass halt - mehr oder weniger voellig wurst, welche Geschmacksrichtung; ob gleitender oder rubbelnder Mittelwert, Butterwurscht oder Cauer. Wieviel mV "Gezappel" duerfen denn noch auf dem roten Signal sein (=wie gross ist die Mindestsperrdaempfung)? Dabei beachten: je kleiner das zulaessige Gezappel, desto groesser die Verzoegerung gegenueber den Originalimpulsen. Gruss WK
Dergute W. schrieb: > Naja, mit irgendeinem Tiefpass halt - mehr oder weniger voellig wurst, > welche Geschmacksrichtung; ob gleitender oder rubbelnder Mittelwert, > Butterwurscht oder Cauer. Mit "irgendeinem Tiefpass" muss die Zeitkonstante übel groß sein, damit man einen gleichmäßig ansteigenden Verlauf ohne Einbrüche zwischen den Pulsen bekommt. Da bleibt vom Verlauf der Peak-Höhen des Originalsignals nicht viel über.
Grundsätzlich gilt für mich: Geringer zeitlicher Verlust > Genauigkeit des Signals Einerseits muss die Zeitkonstante natürlich größer sein, damit die Einbrüche zwischen den Peaks nicht zu stark sind, andererseits auch gering, damit ich nicht einen zu großen zeitlichen Verlust zwischen Originalsignal und dem Ausgang des Tiefpasses habe. Ich kann aber softwareseitig zumindest etwas dafür sorgen, dass unerwartete Signaleinbrüche auch als solche registriert werden. Mein Signalverstärker hat eine Ausgangsfrequenz von 2 kHz, die ist aber nicht entscheidend für die Auslesung des Tiefpasses oder? Sondern die ca. 100 Hz der Peaks.
Moin, jn15 schrieb: > Geringer zeitlicher Verlust > Genauigkeit des Signals Jepp. Und was ist gelber? Pommes oder Vanillepudding? Sprich: Geht's irgendwie genauer bzw. in konkreten Werten quantifizierbar? Der Tiefpass wird sicherlich eine Grenzfrequenz deutlich unterhalb der 100Hz haben. Nur wieviel drunter, wird die Frage sein... Gruss WK
Sorry. Ich denke mit einer zeitlichen Verzögerung von 30 ms könnte ich leben, so dass 3 Peaks enthalten wären. Wie dimensioniert man so einen Tiefpass (RC, 1. Ordnung) nun? Ich weiß, dass sich jeweils Grenzfrequenz, Widerstand und Kondensator berechnen lassen, allerdings benötigt man dazu die jeweils anderen beiden.
Moin, Da wuerd' ich mal so auf eine Grenzfrequenz irgendwo < 10 Hz gehen und schauen, ob man mit dem Restripple auf dem "roten" Signal leben kann. Welche Groesse dann R bzw. C kriegen muessen, ist davon abhaengig, wie stark du deine Quelle der Impulse belasten darfst und wie sonstige Bauteilgroessen ausfallen. Klar kannst du z.B. mit 1 Ohm und 16000µF arbeiten; oder mit 1kOhm und 16µF oder 10kOhm und 1.6µF... Auch wenn deine Impulsquelle die Belastung mit 1 Ohm abkoennte - der Kondensator waere schon unpraktisch. Aber du hast da schon einige Freiheitsgrade. Gruss WK
Bei Grenzfrequenz ist der Widerstand und der kapazitive Widerstand des Kondensators gleich groß.
jn15 schrieb: > wie man etwas erreichen kann, das mir hilft? Mir ist noch nicht klar, was dir da helfen könnte. Was willst du denn überhaupt erkennen? jn15 schrieb: > das keine richtigen Rückschlüsse auf die Peakhöhe zulässt, aber dafür > einen konstanten Verlauf dieser widerspiegelt. Dieser Satz widerspricht sich selbst. Wenn das, was du wissen willst, nicht in der Häufigkeit oder der Dauer der Spikes zu finden ist, sondern in derer Höhe, dann brauchst du sowas wie einen Spitzenwertgleichrichter.
Ah, ich verstehe. Quelle ist ein Picas von Peekel Instruments: http://www.peekel.de/download/PICAS-Signalog6000-Handbuch.pdf Auf den ersten Blick habe ich jetzt keine Information gefunden, die mir Rückschluss darauf gibt, welche Belastung das System aushält.
Moin, jn15 schrieb: > Auf den ersten Blick habe ich jetzt keine Information gefunden, die mir > Rückschluss darauf gibt, welche Belastung das System aushält. Ich wuerd' da die Seite 82 hernehmen: > Schutz langzeit kurzschlussfest > Maximale kapazitive Belastung 10 nF Und davon ausgehend vielleicht, wenns ein RC-Tiefpass werden soll, mal mit R=10K und C=2.2uF experimentieren. Das sollte der Ausgang locker verkraften koennen. Unangenehm dabei ist halt, dass deine Ausgangsspannung so ungefaehr um den Faktor 10 kleiner sein wird als die Peaks. Gruss WK
Die angegebene Belastung ist wahrscheinlich auch als konstante Last gemeint, oder? Denn der Prozess dauert maximal 2 Minuten, dann kommt immer eine Pause von min. 1 Min. Dergute W. schrieb: > Unangenehm dabei ist halt, dass deine Ausgangsspannung so ungefaehr um > den Faktor 10 kleiner sein wird als die Peaks. Was nicht schön ist. Aber die könnte ich doch mittels OpAmp danach vergrößern, oder? Vorwiderstand bsp. 1 kOhm, Rückführungswiderstand 10 kOhm.
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Dergute W. schrieb: > Und davon ausgehend vielleicht, wenns ein RC-Tiefpass werden soll, mal > mit R=10K und C=2.2uF experimentieren. Damit sackt das Signal zwischen den Peaks immer noch kräftig ab und zu Anfang stimmt gar nichts. Das findest du schön?
Moin, Meine Meinung schrieb: > Das findest du schön? Nein, wie kommst du darauf? Ich finde: Bei einem Filter aus 2 Bauteilen kann man keine Wunder erwarten. Alles eine Frage des Aufwands, und ob's ueberhaupt in die Richtung geht, die dem Threadopener weiterhilft. Gruss WK
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Dergute W. schrieb: > Nein, wie kommst du darauf? Weil das noch weit von dem entfernt ist, was der TO als Wunschkurvenform gezeigt hat. Mit einer größeren Zeitkonstante (10k, 10µ) wird es auch nicht schöner, nur anders. Für eine vernünftige Auswertung der Peaks wird man IMHO wohl oder übel etwas mehr Aufwand treiben müssen und das Thema Peakdetektor mit Reset und getriggerter AD-Wandung verfolgen, auch wenn das dann nicht mehr unter Analogelektronik fällt, dafür aber zumindest deulich weniger aufwändig wäre. Über die Genauigkeitsanforderungen wird man sich auch noch klar werden müssen.
Ja, aber damit werde ich leben müssen, ich habe nicht die Zeit mich in komplexere Bereiche einzuarbeiten. Noch mal zur Nachfrage: Direkt hinter dem Tiefpass kann ich ungehindert mit einem OPAmp die Spannung erhöhen, oder? Erleichtert mir die Auswertung.
jn15 schrieb: > Ja, aber damit werde ich leben müssen, ich habe nicht die Zeit mich in > komplexere Bereiche einzuarbeiten. Suche nach Peak Detektor: http://www.radanpro.com/Radan2400/Theory/741%20Op-Amp%20Tutorial.htm Statt des Schalter in 9-b kommt für den Reset der als Open-Drain gesteuerte Ausgang des µC ran. Wenn dir das zu komplex ist, kannst du den Datenmüll auch gleich in die Tonne treten.
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