Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltung für einen Spitzenwert-Detektor


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von Dideldum (Gast)


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Wie kann ich von einem Sensor der eine gedämpfte Sinusschwingung 
liefert, die Hüllkurve ableiten? Ich brauche da wohl erstmal einen 
Zweiwege-Gleichrichter, der die Diodenschwellspannung aussen vor lässt. 
Ich habe hier diese Schaltung.

von Dideldum (Gast)


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Diese Schaltung ist auch etwas blöd, ich habe nur eine unipolare +5V 
Versorgung. Insgesamt 9 solche Sensoren will ich an einen Arduino Nano 
anschließen. Vielleicht reicht mir auch etwas mit Comparator, so daß ich 
zwei verschiedene Schlagstärken unterscheiden kann. Wenn der AD des 
Arduino Nano nur schnell genug ist, könnte man die Sensoren AC gekoppelt 
auf U/2 einspeisen.

von Old P. (Gast)


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Dideldum schrieb:
> Wie kann ich von einem Sensor der eine gedämpfte Sinusschwingung
> liefert, die Hüllkurve ableiten? Ich brauche da wohl erstmal einen
> Zweiwege-Gleichrichter, der die Diodenschwellspannung aussen vor lässt.
> Ich habe hier diese Schaltung.

Von einer Sinusschwingung ist die Sinusschwingung die Hüllkurve....
Oder was meinst Du?

Old-Papa

Beitrag #6346919 wurde vom Autor gelöscht.
von Jorge (Gast)


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Hüllkurvendetektor kennt man von der Amplitudenmodulation.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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von Carlo (Gast)


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...mal die ausarbeitungen von helmuth mit LTspice durchsehen
Beitrag "LTspice PeakLevel Detector Problem"

von Wolfgang (Gast)


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Old P. schrieb:
> Von einer Sinusschwingung ist die Sinusschwingung die Hüllkurve....
> Oder was meinst Du?

Quatsch. Idealerweise ist bei der Hüllkurve die Frequenz der 
Sinusschwingung vollständig unterdrückt.
https://de.wikipedia.org/wiki/H%C3%BCllkurvendemodulator

von Old P. (Gast)


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Wolfgang schrieb:

> Quatsch. Idealerweise ist bei der Hüllkurve die Frequenz der
> Sinusschwingung vollständig unterdrückt.
> https://de.wikipedia.org/wiki/H%C3%BCllkurvendemodulator

Ja, wenn die Sinusschwingung auf irgendeine Weise moduliert ist, davon 
schrieb der TO nichts. Und wenn nicht moduliert, was soll dann 
einhüllen?

Old-Papa

von MaWin (Gast)


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Dideldum schrieb:
> Wie kann ich von einem Sensor der eine gedämpfte Sinusschwingung
> liefert, die Hüllkurve ableiten?

Kommt auf die Frequenz und benötigte Genauigkeit an.

Ein Spitzenwert-Präzisionsgleichrichter geht zwar, wird aber mit 
steigenden Frequenz ungenauer.

Bei Sinus muss man eigentlich nur eine Polarität gleichrichten, die 
andere ist ja gleichgross weil DC = 0

dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.29.1

von Wolfgang (Gast)


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Old P. schrieb:
> Ja, wenn die Sinusschwingung auf irgendeine Weise moduliert ist, davon
> schrieb der TO nichts.

Er schrieb "eine gedämpfte Sinusschwingung", was gewöhnlich eine 
exponentiell abklingende Amplitude impliziert. Bei einer unmodulierten 
Sinusschwingung wäre die Hüllkurve eine Konstante.
Vielleicht zeigt der TO mal einen typischen Signalverlauf.

von Dideldum (Gast)


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Dideldum schrieb:
> Wie kann ich von einem Sensor der eine gedämpfte Sinusschwingung
> liefert, die Hüllkurve ableiten?

Was ist an " gedämpfte Sinusschwingung" unklar? Jemand haut auf den 
Sensor, und es gibt eine gedämpfte Sinusschwingung. Und ich will jetzt 
einfach die Schlagstärke ermittelt. Frequenz und Dämpfungsfaktor wird 
immer dasselbe sein, nur die Amplitude wird sich unterscheiden. Was tun?

von Edi M. (edi-mv)


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Dideldum schrieb:
> Jemand haut auf den
> Sensor
> Und ich will jetzt einfach die Schlagstärke ermitteln

Dann wäre DAS ein geeignetes Meßgerät.

(von: 
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn%3AANd9GcQDlYyf3awyNw1hzxzTgefrdkmYjRl2lwreUA&usqp=CAU)

: Bearbeitet durch User
von Old P. (Gast)


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Dideldum schrieb:
> Was ist an " gedämpfte Sinusschwingung" unklar? Jemand haut auf den
> Sensor, und es gibt eine gedämpfte Sinusschwingung. Und ich will jetzt
> einfach die Schlagstärke ermittelt. Frequenz und Dämpfungsfaktor wird
> immer dasselbe sein, nur die Amplitude wird sich unterscheiden. Was tun?

Ok, dann sollte doch ein Gleichrichter das gewünschte Ergebnis liefern.
Das mit dem "abklingen" hatte ich tatsächlich überlesen, sorry.

Old-Papa

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Dideldum schrieb:
> Jemand haut auf den Sensor, und es gibt eine gedämpfte Sinusschwingung.
> Und ich will jetzt einfach die Schlagstärke ermittelt.
Ich würde da "einfach" das Signal mit einem schnellen ADC wandeln und 
per Software auswerten. So mache ich das z.B. mit einem Trigger, der die 
(lauten und leisen) Schläge auf eine Snare abnimmt und dann zur 
synchronen Ansteuerunge des Lichts verwendet.

> Und ich will jetzt einfach die Schlagstärke ermittelt. Frequenz und
> Dämpfungsfaktor wird immer dasselbe sein, nur die Amplitude
> wird sich unterscheiden. Was tun?
Genau diese Werte ermitteln: definierte Schläge aufbringen, das Signal 
aufzeichnen, Zeiten und Pegel ausmessen.
Dadurch sollten sich Antworten auf die Fragen ergeben: wie ist die 
Schlagstärke in der Hüllkurve versteckt? Reicht es aus, nur den höchsten 
Pegel zu erfassen? Oder muss tatsächlich die Hüllkurve ermittelt werden?
Und dann kann man eine Lösung für dieses konkrete Problem suchen.

von Edi M. (edi-mv)


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Lothar M. schrieb:
> Dadurch sollten sich Antworten auf die Fragen ergeben: wie ist die
> Schlagstärke in der Hüllkurve versteckt? Reicht es aus, nur den höchsten
> Pegel zu erfassen? Oder muss tatsächlich die Hüllkurve ermittelt werden?

Das ist überhaupt die Frage.
Wenn der "Schlag" nämlich nicht prellfrei erfolgt, oder aus sonstwelchen 
Gründen die "Hüllkurve" verlängert wird ("Nachschwingen", "Echo", usw.), 
gibt eine Auswertung der Gesamtkurve ein anderes Ergebnis, als bei einem 
reinen, prellfreien "Schlag".
Reicht die höchste Amplitude, ist es einfacher.

von c-hater (Gast)


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Lothar M. schrieb:

> Dadurch sollten sich Antworten auf die Fragen ergeben: wie ist die
> Schlagstärke in der Hüllkurve versteckt? Reicht es aus, nur den höchsten
> Pegel zu erfassen? Oder muss tatsächlich die Hüllkurve ermittelt werden?

Der Witz ist: Es ist garnicht zuverlässig möglich, die Hüllkurve zu 
ermitteln. Es gibt nämlich bei realen mechanischen Schwingern erhebliche 
Unsicherheiten dabei, die Hüllkurve zu bestimmen. Tatsächlich handelt es 
sich in der Realität nämlich meist um eine Kopplung vieler 
schwingfähiger Einzelsysteme, zwischen denen nach einmaliger 
Energiezufuhr lustig Energie hin- und hertransportiert wird, so dass die 
Hullkurve der Sinusschwingung jedes dieser Einzelsysteme alles andere 
als den klassischen Verlauf eine e-Funktion haben kann.

Hier z.B.

http://www.keltektrust.org.uk/sob14.html

kann man das mal beispielhaft für eine Kirchenglocke sehen. Bei Glocken 
ist der Effekt natürlich extrem deutlich, aber in abgeschwächter Form 
gilt das eigentlich für praktisch jeden realen mechanischen Schwinger.

Nur in der Summe der Einzelschwingungen (die dann aber eben alles andere 
als ein Sinus ist) hat man dann nach Gleichrichtung und Tiefpaßfilterung 
(wie bereits von Stefan F. vorgeschlagen) mehr oder weniger deutlich den 
Attack und dann im Decay auch die erwartete e-Funktion. In dieser Kurve 
kann man dann auch recht sicher einen Spitzenwert bestimmen. Umso 
sicherer, je tiefer die Grenzfrequenz des Tiefpasses ist.

Blöderweise kann man diese Wert aber erst mit der durch das Delay des 
Tiefpasses bedingten Verzögerung gewinnen, also ggf. ziemlich deutlich 
nach dem Anregungsereignis...

von Edi M. (edi-mv)


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c-hater schrieb:
>...Attack und dann im Decay ....
>...durch das Delay...

Ich bin Elektroniker, aber eine solche Schreibe ist übel.

Irgendwo in der Musikwelt aufgeschnappte englische Begriffe hören sich 
dort sicher geil an, aber sollten auch da bleiben.

Ich darf mal darauf aufmerksam machen, daß wir noch eine eigene Sprache 
haben, mit der man jeden Sachverhalt ausdrücken kann.

Der Rest ist auch verschwurbelter Unsinn. Es ist nicht die Aufgabe, 
"eine Hüllkurve zu ermitteln", sondern aus dem Signal eines Sensors 
einen vergleichbaren Meßwert zu bilden.

von Old P. (Gast)


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Edi M. schrieb:
> Ich bin Elektroniker, aber eine solche Schreibe ist übel.
>
> Irgendwo in der Musikwelt aufgeschnappte englische Begriffe hören sich
> dort sicher geil an, aber sollten auch da bleiben.
>
> Ich darf mal darauf aufmerksam machen, daß wir noch eine eigene Sprache
> haben, mit der man jeden Sachverhalt ausdrücken kann.
>
> Der Rest ist auch verschwurbelter Unsinn. Es ist nicht die Aufgabe,
> "eine Hüllkurve zu ermitteln", sondern aus dem Signal eines Sensors
> einen vergleichbaren Meßwert zu bilden.

Zustimmung!

Old-Papa

von Michel M. (elec-deniel)


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Beschreibung des schnellen Peak Detector lesen und vorgeschlagene 
Schaltungen mit LTspice testen.
Rechts sind die fertigen Schaltungen.
 :-)
https://www.analog.com/en/technical-articles/ltc6244-high-speed-peak-detector.html

Das dazu nötige kostenlose Programm kann hier geladen werden
https://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html

oder
Beitrag "LTspice PeakLevel Detector Problem"

.... oder war dies gemeint  envelope-detector  Hüllkurve   ?!
LTspice Schaltungen unten am Ende des Textes.
https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/electronics-lab-

für etwas höhere Frequenzen :-)
https://www.analog.com/en/products/adl6012.html#product-overview

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