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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einweggleichrichter - Diodenspannung kompensieren


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Autor: henry (Gast)
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Hallo, bei einem Dioden-Einweg-Gleichrichter geht ja normalerweise die 
Diodenspannung (Flußspannung) weitgehend verloren. Das kann besonders 
bei Eingangs-Spannungen unterhalb der Diodenspannung ärgerlich sein.

Könnte man die Messgenauigkeit mit einem OP-Impedanzwandler nennenswert 
verbessern, indem man eine baugleiche und selektierte Diode in den 
Signalweg des OP bringt?

Wenn ja, könnte es so funktionieren, wie ich es im Anhang gezeichnet 
habe?
(sorry für die etwas kritzelige Handzeichnung mit der Maus!)

Autor: Jens G. (jensig)
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Die Sache mit OPV nennt sich Präzisionsgleichrichter. Dein Ansatz geht 
also schon in die richtige Richtung, wobei der Sinn von D1 nicht ganz 
klar ist. Oder besser: der Sinn ist nur klar, wenn Dein OPV nicht 
präzisionsgleichrichten soll, wie eigentlich in Deiner Scgalung 
angedeutet, sondern wenn Du nur die Uf der D1 mit der der D2 
kompensieren willst. Allerdings müsstest Du dann das Signal direkt am 
OPV-Ausgang abnehmen, und nicht erst hinter der D2. Hat aber den 
Nachteil, daß beide Dioden absolut gleich sein müssen, und auch immer 
dieselben Ströme und Temperaturen sehen müssen (weil sonst stimmen deren 
Uf ja nicht mehr überein).

Aber besser ist grundsätzlich ein Präzisionsgleichrichter mit OPV, denn 
der ist nicht mehr abhängig von der Diodenkennlinie. Einfach mal 
googlen, oder Wiki ...

: Bearbeitet durch User
Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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henry schrieb:

> Hallo, bei einem Dioden-Einweg-Gleichrichter geht ja normalerweise die
> Diodenspannung (Flußspannung) weitgehend verloren.

> Könnte man die Messgenauigkeit mit einem OP-Impedanzwandler nennenswert
> verbessern, indem man eine baugleiche und selektierte Diode in den
> Signalweg des OP bringt?

Praktisch macht man das ganz ohne selektierte baugleiche Dioden, mit 
einer klügeren Schaltung. Stichwort: Präzisionsgleichrichter.

Das kann man das wahlweise als Einweg- oder sogar Zweiweg-Gleichrichter 
bauen. Google hilft:

https://www.google.com/search?&q=Präzisionsgleichrichter

Autor: Sven S. (schrecklicher_sven)
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So geht das.

Autor: henry (Gast)
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Hi Jens, Danke für die schnelle Antwort und die guten Erklärungen!
Es soll eine HF gleichgerichtet werden im Bereich 2MHz bis 20MHz.

Jens G. schrieb:
> Aber besser ist grundsätzlich ein Präzisionsgleichrichter mit OPV, denn
> der ist nicht mehr abhängig von der Diodenkennlinie.

Gibt es OP-Exemplare, die das bis 20MHz schaffen? Der Eingangswiderstand 
sollte dabei nicht kleiner als 20k-Ohm sein.

Autor: henry (Gast)
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Danke auch an Axel und Sven! Habe eure Beiträge grade erst gesehen.

Autor: Klaus R. (klara)
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henry schrieb:
> Gibt es OP-Exemplare, die das bis 20MHz schaffen? Der Eingangswiderstand
> sollte dabei nicht kleiner als 20k-Ohm sein.

Klar gibt es solche OPV. Die müßten vermutlich dann mindestens 200 MHz 
machen. Genaueres kann Dir LTspice sagen.
mfg Klaus

Autor: Schlauberger (Gast)
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Der Ausgang U2 sollte noch vor der Diode D2 ausgekoppelt werden, also an 
der Anode. Dann fällt auch die lästige Dropspannung von D2 weg. Das wäre 
dann eine echte Kompensation zu D1.

Autor: Christian L. (cyan)
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henry schrieb:
> Wenn ja, könnte es so funktionieren, wie ich es im Anhang gezeichnet
> habe?

Hallo Henry,

nein, natürlich nicht. Bei Signalspannungen unterhalb der Flussspannung 
würde der OPV kein Signal sehen. Dann bringt dir auch die Kompensation 
nichts, da der OPV gar nicht weiß, welchen Pegel er kompensieren soll.

Um welche Pegel geht es hier eigentlich? Bandbreite ist nicht alles bei 
20MHZ. Auch andere Parameter, wie Slew Rate, richtige Wahl der Dioden 
usw. sind hier von Bedeutung.

Noch besser wäre es, wenn du verrätst, was du am Ende wirklich mit dem 
Signal machen willst. Eventuell gibt es für das Problem bereits einen 
besseren Ansatz.

Autor: Wolfgang (Gast)
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Schlauberger schrieb:
> Der Ausgang U2 sollte noch vor der Diode D2 ausgekoppelt werden, also an
> der Anode. Dann fällt auch die lästige Dropspannung von D2 weg. Das wäre
> dann eine echte Kompensation zu D1.

Die ganze Schaltung ist eine Krücke. Kompensieren würde sich nur etwas, 
wenn sicher gestellt wäre, dass durch beide Dioden der gleiche Strom 
fließt. Das ist aber nicht der Fall.

Autor: henry (Gast)
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Danke für die Antworten und Hinweise.

Christian L. schrieb:
> Noch besser wäre es, wenn du verrätst, was du am Ende wirklich mit dem
> Signal machen willst. Eventuell gibt es für das Problem bereits einen
> besseren Ansatz.

Ich überlege, ein SWR-Meter wie hier aufzubauen:
https://www.qsl.net/df2ok/qrp01d.htm

Allerdings sollen auch kleine Leistungen möglichst sicher verarbeitet 
werden (am liebsten ab 10mW bis 1W).
Wenn das ganze hinterher nicht nur als SWR-Meter, sondern auch als 
mW-Meter funktioniert, um so besser (aber kein Muss).


Außerdem überlege ich, die Drehspulinstrumente durch LED-Balkenanzeigen 
zu ersetzen, z.B. mit LM3914:
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm3914.pdf

Autor: Wolfgang (Gast)
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henry schrieb:
> Wenn das ganze hinterher nicht nur als SWR-Meter, sondern auch als
> mW-Meter funktioniert, um so besser (aber kein Muss).

Das sind eigentlich zwei Leistungsmesser, einer für hin- und einer für 
rücklaufende Leistung, deren Vollausschlag mit dem Doppelpoti auf die 
hin laufende Leistung skaliert wird.

Autor: Dieter (Gast)
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Alternativen:
a) Germanium Diode
b) Umkonstruieren, so dass die Dioden mit einer kleinen Spannung in 
öffnender Richtung vorgespannt werden.

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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henry schrieb:
> Hi Jens, Danke für die schnelle Antwort und die guten Erklärungen!
> Es soll eine HF gleichgerichtet werden im Bereich 2MHz bis 20MHz.

Dann geht es so nicht. Diese Schaltungen sind bestenfalls für den 
Audio-Bereich geeignet. Die 10-fache Bandbreite für den OPV wird auch 
bei weitem nicht ausreichen. Oder man bekommt massig Fehler.

Autor: Joggel E. (jetztnicht)
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Allenfalls gleich einen AD8302. Oder etwas einfacher und guenstiger :
LTC 5505-2, LTC 5507, LTC 5532, LTC 5534, LTC 5537, ..

Autor: henry (Gast)
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Joggel E. schrieb:
> Allenfalls gleich einen AD8302.

Vom AD8307 habe ich einige Exemplare auf Vorrat.
Vielleicht könnte man einen davon pro "Seite" einsetzen?

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD8307.pdf

Autor: Aus der W. (Firma: oldeuropesblogs.blogspot.de) (oldeurope)
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henry schrieb:
> Ich überlege

Da legst Du die beiden 150R nicht an GND. sondern
auf eine Spannung die sie eben aufkitzelt.

Kann ich Dir bei Bedarf aufzeichnen.

Die Instrumente kannst Du über Impedanzwandler ansteuern.

Also einen schnellen OP bruachst Du dafür gar nicht.

LG
old.

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Autor: Wolfgang (Gast)
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Aus der W. schrieb:
> Da legst Du die beiden 150R nicht an GND. sondern
> auf eine Spannung die sie eben aufkitzelt.

Diodenkennlinien haben keine Knick. Das bleibt nichtlinear, wie schon 
die e-Funktion in der Shockley-Gleichung verrät. Die Skala eines 
Leistungsmesser bleibt verbogen, wenn auch nicht mehr so schlimm.
Allerdings möchte man dafür eigentlich eher gerade bei kleinen 
Leistungen eine Spreizung - jedenfalls bei Analoganzeigen.

Autor: Peter D. (peda)
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henry schrieb:
> Wenn ja, könnte es so funktionieren, wie ich es im Anhang gezeichnet
> habe?

Fast. Der Ausgang ist aber an der Anode von D2 und an beide Eingänge des 
OPV kommt ein gleich großer Widerstand gegen eine negative Spannung, 
damit die Dioden immer vorgespannt sind. Der Widerstand gegen GND 
entfällt.
Natürlich ist die Kompensation nicht perfekt, da ja D1 eine 
Wechselspannung sieht, D2 aber DC.

Autor: Michel M. (elec-deniel)
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henry schrieb:
> Hi Jens, Danke für die schnelle Antwort und die guten Erklärungen!
> Es soll eine HF gleichgerichtet werden im Bereich 2MHz bis 20MHz.
>
> Jens G. schrieb:
>> Aber besser ist grundsätzlich ein Präzisionsgleichrichter mit OPV, denn
>> der ist nicht mehr abhängig von der Diodenkennlinie.
>
> Gibt es OP-Exemplare, die das bis 20MHz schaffen? Der Eingangswiderstand
> sollte dabei nicht kleiner als 20k-Ohm sein.

... da gibt es Simulationen mit Erklärungen von  Helmut S. (helmuts) 
:-)

Beitrag "Re: Praezisionsgleichrichtung"
Beitrag "Re: LTSpice Präzisionsgleichrichter"

Autor: Jens G. (jensig)
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Michel M. schrieb:

>> Gibt es OP-Exemplare, die das bis 20MHz schaffen? Der Eingangswiderstand
>> sollte dabei nicht kleiner als 20k-Ohm sein.

>... da gibt es Simulationen mit Erklärungen von  Helmut S. (helmuts)
>:-)

>Beitrag "Re: Praezisionsgleichrichtung"
>Beitrag "Re: LTSpice Präzisionsgleichrichter"

Und wo ist da was für viele MHz'e?

Autor: henry (Gast)
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Noch mal zurück zur Idee mit dem AD8307.
Man könnte doch einfach für jeden der beiden Zweige einen solchen 
logarithmischen HF-Verstärker benutzen und dann deren Signale weiter 
verarbeiten!?!

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD8307.pdf

Autor: henry (Gast)
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Aus der W. schrieb:
> Da legst Du die beiden 150R nicht an GND. sondern
> auf eine Spannung die sie eben aufkitzelt.

Nach dem Prinzip "mit einer Zitrone Radio hören"?
So etwas habe ich schon mal für einen Detektorempfänger probiert, das 
ging ziemlich in die Hose.
Frank Sichla hat auch mal in einem seiner Bücher erklärt, warum das 
nicht funktioniert (ich glaube in "Empfangsprinzipien und 
Empfängerschaltungen").
Lasse mich aber aber gerne eines besseren belehren.


Peter D. schrieb:
> Fast. Der Ausgang ist aber an der Anode von D2 und an beide Eingänge des
> OPV kommt ein gleich großer Widerstand gegen eine negative Spannung,
> damit die Dioden immer vorgespannt sind. Der Widerstand gegen GND
> entfällt.
> Natürlich ist die Kompensation nicht perfekt, da ja D1 eine
> Wechselspannung sieht, D2 aber DC.

So ganz verstehe ich nicht, wie es aufgebaut werden soll. Aber auch hier 
wären die Dioden vorgespannt, möglicherweise würde das auf das gleiche 
Problem wie oben beschrieben hinauslaufen...

Autor: Christian L. (cyan)
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henry schrieb:
> Man könnte doch einfach für jeden der beiden Zweige einen solchen
> logarithmischen HF-Verstärker benutzen und dann deren Signale weiter
> verarbeiten!?!

Klar, warum nicht. Der AD8307 ist ja für solche Aufgaben gemacht. Ich 
kenne mich in dem Bereich nicht so gut aus aber mit Google kriegt man 
mit SWR und AD8307 schon eine Menge Ergebnisse für solche Messgeräte. Da 
ist vielleicht schon was passendes dabei.

Autor: Jens G. (jensig)
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henry (Gast)

>Noch mal zurück zur Idee mit dem AD8307.
>Man könnte doch einfach für jeden der beiden Zweige einen solchen
>logarithmischen HF-Verstärker benutzen und dann deren Signale weiter
>verarbeiten!?!

Wenn es für Dich ok ist, daß das Ergebnis logarithmisch ist, dann ja, 
das geht bestens.

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