Hi,
ich würde gerne ein 180kHz Signal über einen Zeitraum von 200µs analog
integrieren. Das Signal bewegt sich zwischen ±3V.
Das Problem dabei ist, dass ich den Absolutwert integrieren muss.
Anfangs dachte ich, dass man einfach einen Brückengleichrichter oder
eine Absolute-Value-OpAmp-Schaltung vor den Integrierer schalten könnte.
Aber während meinen bisherigen Recherchen und Spice-Simulationen habe
ich nichts gefunden, was bei den Frequenzen noch verzerrungsfrei
funktioniert.
Hat jemand eine Idee wie man das bewerkstelligen könnte bzw. ob das
überhaupt möglich ist?
Liebe Grüße,
energetic
Chlorophor schrieb:> Und das Ganze soll ?
Wenn man eine Li-Ionen-Zelle auf einer Seite mit einem Ultraschallimpuls
bestrahlt, kann einem das Echo auf der anderen Seite eine Auskunft über
den State of Charge dieser Zelle geben.
Genauer gesagt, anhand des Integrals des Echos kann man eine Aussage
treffen.
Chlorophor schrieb:> Es gibt sonst auch Leistungsmesser(Amplitudenmesser) mit hinreichend> hohen Bandbreiten. Die haben auch einen Gleichrichter drin.
Ok, ich schaue mal ob ich da was finde.
"Das Problem dabei ist, dass ich den Absolutwert integrieren muss. "
Hallo,
also was möchtest Du genau machen? Du hast da ein Wechselspannungssignal
vorliegen. Möchtest Du es gleichrichten und von dem oberen und von dem
unteren Spitzenwert den Verlauf integrieren? Oder möchtest Du die Fläche
unter dem gleichgerichteten Verlauf aufsummieren? Niemand weiß, ob das
Signal symmetrisch ist.
MfG
energetic schrieb:> Wenn man eine Li-Ionen-Zelle auf einer Seite mit einem Ultraschallimpuls> bestrahlt, kann einem das Echo auf der anderen Seite eine Auskunft über> den State of Charge dieser Zelle geben.> Genauer gesagt, anhand des Integrals des Echos kann man eine Aussage> treffen.
Es ist doch gar nicht 1.4.
Wieso soll das Ganze analog sein? 180 kHz kannst du ganz bequem digital
integrieren und der Fehler ist anschließend sicher geringer als wenn du
dir was analoges zusammenbastelst.
Christian S. schrieb:> also was möchtest Du genau machen?
Ich habe ein Wechselspannungssignal vorliegen. Davon würde ich gerne den
Betrag bilden und es anschließend integrieren. Also die Fläche unter dem
Verlauf bestimmen.
Das Signal sieht so aus wie auf dem Bild.
energetic schrieb:> Christian S. schrieb:>> also was möchtest Du genau machen?>> Ich habe ein Wechselspannungssignal vorliegen. Davon würde ich gerne den> Betrag bilden und es anschließend integrieren. Also die Fläche unter dem> Verlauf bestimmen.>> Das Signal sieht so aus wie auf dem Bild.
acf2101 von TI sollte da ein guter Startpunkt sein.
Ich hab mit dem vor vielen Jahren ein PAL-Signal aufsummiert, ging ganz
gut...
Der spannendere Teil wird der Gleichrichter sein, denn 180kHz sauber
gleichzurichten ist nicht ganz trivial.
MiWi
Das Problem ist, dass es digital zwar gut gehen würde, wenn mit
ausreichender Abtastgeschwindigkeit gearbeitet werden würde, aber dann
die Wandler teuer werden. Oder die Messung sehr häufig gemacht werden
müßte mit niedrigerer Abtastrate, aber sich dann im
MegaSamples/s-Bereich befinden würde.
Mit OPs für UHF und Dioden für UHF wäre ein Integrator realisierbar. Die
Grundschaltungen wären eigentlich im Tietze Schenk
Halbleiterschaltungstechnik zu finden. 7. Auflage S 787 ff Breitband
Vollweggleichrichter. Geht bis 100Mhz bei guter Linearität. Hat vier
Transistoren. Dahinter kommt dann der Integrierer.
VG
Dieter
Moin,
Also das sieht mir doch aus, wie ein Beispiel aus einem Lehrbuch fuer
Signalverarbeitung mit Band(pass)begrenzten Systemen.
Theoretisch kann man da mit einem deutlich langsameren ADC (als 2x die
Ultraschallfrequenz) arbeiten; damit's praktisch funktioniert, wuerd'
ich hergehen und den Ultraschalltraeger vom Sender hernehmen, um das
empfangene Signal (von mir aus auch gerne komplex, d.h. als I und Q
Komponente) mit einem (analogen) Mischer runterzumischen und dann
(langsaaaam) AD wandeln und dann auf der digitalen Seite die ganze
Rechnerei und Auswertung des Kurvenverlaufs machen.
Gruss
WK
energetic schrieb:> Anfangs dachte ich, dass man einfach einen Brückengleichrichter oder> eine Absolute-Value-OpAmp-Schaltung vor den Integrierer schalten könnte.> Aber während meinen bisherigen Recherchen und Spice-Simulationen habe> ich nichts gefunden, was bei den Frequenzen noch verzerrungsfrei> funktioniert.
Ein Brückengleichrichter verzerrt dir wegen der Kennlinie der Diode das
Signal und macht dir den Massebezug kaput. Du brauchst einen
Messgleichrichter mit ausreichender Bandbreite (aka
Präzisionsgleichrichter).
Ich gehe davon aus, dass die Gleichrichtung nicht mit einem
Präzisionsgleichrichter, der über 60 dB linear und schnell arbeitet,
erfolgen muss. Viel mehr als "jetzt sind es ein paar % mehr oder
weniger", das aber exakt reproduzierbar, wird vermutlich(!) nicht
gebraucht.
Das macht den Gleichrichter einfach: Zwei Dioden (oder Transistoren) an
zwei zueinander inversen Ausgängen. Die Diodenschwellspannung
kann/sollte man mit einer weiteren Diode (oder einem Transistor)
weitgehend oder praktisch vollständig kompensieren. Der Integrator
dahinter kann mit einem recht einfachen Op-Amp + Analogschalter (der den
Integrationskondensator entlädt) realisiert werden, weil offensichtlich
nur in den Zeiten ohne Signal geschaltet wird.
Das wäre dann ziemlich triviale NF-Technik - vorausgesetzt, das meine
Annahmen stimmen. Es genügt nicht der Genauigkeit eines mehrstelligen
Digitalmultimeters, aber es reicht vollkommen aus, um zuverlässig und
reproduzierbar einen Messwert in Abhängigkeit des Füllstandes zu
bekommen.
Wolfgang schrieb:> Präzisionsgleichrichter
Eben nicht.
> Wenn man eine Li-Ionen-Zelle auf einer Seite mit einem Ultraschallimpuls> bestrahlt, kann einem das Echo auf der anderen Seite eine Auskunft über> den State of Charge dieser Zelle geben.
Da gibt es wohl einen Artikel vom Fraunhofer-Institut...
Wenn ich es halbwegs richtig falsch verstanden habe, müsste aber
schon der Verlauf der Hüllkurve ausreichend sein, was mit einem
passenden vorgeschaltetem Peak-Detector auch mit Standard-µC-
kompatibler Zeitauflösung gemessen werden kann.
Scheint mir aber keine Absolutmessung zu sein, wie bei einer
Zink-Kohle-Batterie zu sein: < 1,5 V = (so gut wie) hinüber!
Interessanter wäre für mich:
Wie wird das Signal kalibriert?
Das US-Resonanzverhalten beliebiger Li-Ion-Zelle, bzw. die
Dichte ihrer negativen Anode bei jeweiligem Lade- und Lebenszyklus-
Zustand müsste ja erstmal zum Vergleich bereitstehen...
energetic schrieb:> Wenn man eine Li-Ionen-Zelle auf einer Seite mit einem Ultraschallimpuls> bestrahlt, kann einem das Echo auf der anderen Seite eine Auskunft über> den State of Charge dieser Zelle geben.> Genauer gesagt, anhand des Integrals des Echos kann man eine Aussage> treffen.
Gibts da auch einen Link zu nicht äsotherischen Seiten...
Mani W. schrieb:> energetic schrieb:>> Wenn man eine Li-Ionen-Zelle auf einer Seite mit einem Ultraschallimpuls>> bestrahlt, kann einem das Echo auf der anderen Seite eine Auskunft über>> den State of Charge dieser Zelle geben.>> Genauer gesagt, anhand des Integrals des Echos kann man eine Aussage>> treffen.>> Gibts da auch einen Link zu nicht äsotherischen Seiten...
Hat er längst geposted.
Nicht extrem überraschend.
Lithium Akkus speichern die Energie ja nicht wie ein Kondensator.
Da findet eine reale, elektro-chemische Reaktion statt. D.h. Materie
verändert sich.
Dissertation zur Erlangung des naturwissenschaftlichen
Doktorgrades der Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Vorgelegt von
Tobias Bach
aus Stuttgart
Na, das reißt mich jetzt vom Hocker...
Am besten einen Amplitudenlauscher bauen, den gab es schon 1987
bei LTB Walt Disney von Daniel Düsentrieb auf Seite 215, die
Nummer der Ausgabe ist leider nicht mehr ersichtbar...
Mani W. schrieb:> Dissertation zur Erlangung des naturwissenschaftlichen> Doktorgrades der Julius-Maximilians-Universität Würzburg> Vorgelegt von> Tobias Bach> aus Stuttgart>> Na, das reißt mich jetzt vom Hocker...
Bei deinem IQ kein Wunder.
energetic schrieb:> Wenn man eine Li-Ionen-Zelle auf einer Seite mit einem Ultraschallimpuls> bestrahlt, kann einem das Echo auf der anderen Seite eine Auskunft über> den State of Charge dieser Zelle geben.
Aber warum? Den SOC einer Li-Ion-Zelle kann man doch ganz bequem über
die Messung der Leerlaufspannung ermitteln!
Dieter schrieb:> Das Problem ist, dass es digital zwar gut gehen würde, wenn mit> ausreichender Abtastgeschwindigkeit gearbeitet werden würde, aber dann> die Wandler teuer werden.
Er muß nur bei jedem Scheitelwert einmal abtasten, kommt also mit 360kHz
Abtastrate hin, immerhin erzeugt er das Signal selbst also kennt er
genau den optimalen Zeitpunkt des Abtastens. >360kHz ADC ist in jedem
billigen µC eingebaut.
Bernd K. schrieb:> immerhin erzeugt er das Signal selbst also kennt er> genau den optimalen Zeitpunkt des Abtastens.
Er erzeugt zwar den Ultraschall-Sendepuls. Aber er müsste im
Scheitelwert des Ultraschllechos abtasten. D.h. er müsste die Laufzeit
von Puls und Echo auf deutlich besser als 1µs vorhersagen (die ganze
Periode ist nur 2,7µs lang).
Wahrscheinlich variieren die Schalllaufzeiten in der Zelle schon bei
kleinen Temperaturänderungen so stark, dass die Vorhersage des
Zeitpunkts des Echo-Scheitelwerts mit dieser Genauigkeit nicht möglich
ist.
Bernd K. schrieb:> Aber warum? Den SOC einer Li-Ion-Zelle kann man doch ganz bequem über> die Messung der Leerlaufspannung ermitteln!
Ach, sag das mal den Herstellern von Akku-Packs für Elektroautos oder
auch Mobiltelefonen - die schaffen es immer noch nicht, den SoC korrekt
zu ermitteln. Unter anderem, weil man die Last nicht immer abschalten
kann ("Fahren Sie bitte mal rechts ran und warten sie 30min bis die
Relaxation-Effekte im Akku nachgelassen haben, damit wir die echte™
Leerlaufspannung messen und die Reichweite angeben können").
Dr. Sommer schrieb:> Ach, sag das mal den Herstellern von Akku-Packs für Elektroautos oder> auch Mobiltelefonen - die schaffen es immer noch nicht, den SoC korrekt> zu ermitteln.
Alternativ kann man die Ladungsmenge ermitteln (den Strom über die Zeit
integrieren). Das ist in heutigen Elektrofahrzeugen Usus und
funktioniert extrem genau, mein chinesischer(!) Roller zum Beispiel
zeigt mir auf den Kilometer genau an ob ich noch nach Hause komme oder
nicht und hat mich noch kein einziges Mal unerwartet schieben lassen.
Bernd K. schrieb:> Das ist in heutigen Elektrofahrzeugen Usus und> funktioniert extrem genau,
Wie wird hier einberechnet, dass die Kapazität schwankt in Abhängigkeit
von Temperatur, (Ent)ladeströmen, Alter? Wieso werden da ganze
Doktorarbeiten und Forschungsabteilungen mit beschäftigt, wenn es so
einfach ist?
Bernd K. schrieb:> mein chinesischer(!) Roller zum Beispiel> zeigt mir auf den Kilometer genau an ob ich noch nach Hause komme oder> nicht und hat mich noch kein einziges Mal unerwartet schieben lassen.
Wie oft ist denn das "kein einziges Mal"? Sprich wie alt ist der Roller?
Interessant wirds doch erst wenn das Teil mal 2 Jahre auf dem Buckel hat
und nicht mehr taufrisch ist.
