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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik HF Spannung messen ohne Gleichrichtung mit ADC ATmega8


Autor: Bernhard S. (bernhard)
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Was haltet Ihr von dieser Idee?

Der Spitzenwert einer ca. 1V hohen HF-Spannung bis 1MHz soll hinreichend 
genau (10%) gemessen werden.


Aber ohne Gleichrichtung und ohne zusätzliche Kapazitäten.


Würde es funktionieren, wenn das HF-Signal direkt, natürlich mit einem

Vorwiderstand, an einen ADC-Eingang des ATmega8 angelegt wird und

durch einige Hundert ADC-Messungen der Spitzenwert ermittelt wird?



Dieses Prinzip wollte ich für einen einfachen 1 MHz Wobbelgenerator 
verwenden.

Bernhard

Autor: Frank N. (betafrank)
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Wird nicht gehen - schau Dir mal an, wie sein Wandler "sukzessive 
Aproximation" funktioniert...

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Wenn ich dich richtig verstanden habe, dann möchtest
du einfach ein paar hundert mal samplen und nimmst dann
den Maximalwert.

Das Problem wird sein, dass die ADC Frequenz kein
ganzzahliger Teiler der zu messenden Frequenz sein
darf. Ansonsten kriegst du je nach Phasenlage ein
anderes Ergebnis.


Autor: Bernhard S. (bernhard)
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>schau Dir mal an, wie sein Wandler "sukzessive Aproximation" >funktioniert...

Es ist ein Annäherungsverfahren, aber was passiert, wenn sich seine 
Eingangsgröße schneller ändert, als er messen kann?

Es soll ja einige 100x hintereinander gemessen werden.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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> aber was passiert, wenn sich seine
> Eingangsgröße schneller ändert, als er messen kann?

Nichts. Die Sample&Hold Schaltung am ADC Eingang
hält die Spannung während der Wandlung für
den ADC konstant.

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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Das Problem wird sein, dass die ADC Frequenz kein
ganzzahliger Teiler der zu messenden Frequenz sein
darf.

Stimmt, unter Umständen kännte sogar das Ergebnis "0" herauskommen

> aber was passiert, wenn sich seine
> Eingangsgröße schneller ändert, als er messen kann?

>Nichts. Die Sample&Hold Schaltung am ADC Eingang
>hält die Spannung konstant.

Bedeutet das, dass durch eine Hardware der Spannungswert gespeichert 
wird?

Ich dachte immer, dass nur das ADC-Ergebnis "gehalten" wird?

Autor: Knuddel Pudel (knopf)
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eine spitzenspannung sagt noch nichts aus. gerade in der HF-Technik 
kommen Störrungen laufend vor. Du willst doch sicher nicht dieses 
auswerten, sondern des des Signals. Weiterhin stellt sich die frage ist 
das signalmoduliert?

eine effektivmessungist was sehr kompliziertes, das geht nicht so 
einfach wie Du Dir das so vorstellst.

Wer mißt mißt mist!!!!

Autor: Wolfgang Horn (Gast)
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Hi, Bernhard,

Dein Vorschlag funktioniert unter folgenden Bedingungen:
1. Die Abtastrate ist >2,5 MHz, weil Du mindestens 2 Abtastungen pro 
Zyklus benötigst und Reserve für ein Tiefpaßfilter und seine "sanfte" 
Flanke.
2. Der Prozessor berechnet für jede Abtastung Betrag und das Vorzeichen 
wird auf positiv gesetzt.

Ein Atmega ist da so überfordert wie ein Trabi im Tourenwagen-Rennen.
Da mußt Du schon eine Menge Geld mehr ausgeben - oder erst gleichrichten 
und dann abtasten.

Ciao
Wolfgang Horn

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Davon abgesehen wird 0 rauskommen, denn die Analogbandbreite liegt bei 
einigen 10kHz. Schaut doch einfach mal ins Datenblatt dann erübrigt sich 
die ganze Diskussion.

Autor: Frank N. (betafrank)
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Ich vermute, der Sample-and-Hold-Teil ist - selbst wenn Dein Signal ne 
verschwindend geringe Impedanz aufweist - Tiefpassbehaftet und somit 
müßtest Du wegen dem (frequenzabhängigen) Amplitudenschwund am 
"Hold-Kondensator" Dein AD-Wert mit einem Faktor multiplizieren (und 
diesen erstmal ermitteln)  und das Problem mit einem ev. ganzzahligen 
Teiler von ADC Frequenz und Signalfrequenz bleibt auch noch.

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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Ich danke Euch für Eure zahlreichen Argumente,

schreibe gerade ein kleines Assemblerprogramm, um das

theoretische nichtfunktionieren durch einen Praxistest zu bestätigen.

Ich werde Euch berichten.

Bernhard

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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@ALLE

Hab's gerade getestet.

Frequenzen oberhalb 200 kHz, direkt am ADC, lassen sich nicht mehr exakt 
messen.

Danke nochmals

Bernhard

Autor: Dieter Werner (Gast)
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Der Schalter, der den Speicherkondensator nach dem samplen vom Eingang 
trennt, hat meistens einen recht hohen Restwiderstand im Ein-Zustand und 
bewirkt dadurch die Begrenzung der Bandbreite.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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Es werden (zum Beispiel von Aanaloig Devices) Wandler angeboten, die für 
"Unterabtastung" geeignet sind. Im Datenblatt steht dann die maximale 
Samplingfrequenz, z.B. 20 MS/s und die analoge Bandbreite des 
Eingangsteils, z.B. 500 MHz.

Unterabtastung bedeutet praktisch eine Mischung der Harmonischen der 
Abtastfrequenz (man könnte das vornehm auch Faltung mit Dirac-Impuls 
nennen) mit dem Eingangssignal. Das hat Mehrdeutigkeiten zur Folge, 
deshalb sollte man das Eingangssignal bandpassfiltern. Die 
nächstgelegene Vielfache der Abtastfrequenz muß weniger als die halbe 
Samplingfrequenz neben der Eingangsfrequenz liegen.

Autor: Knuddel Pudel (knopf)
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warum glaubst du, warum mangeradein der HF-technik oftmalsals 
effektivmessung auf terhoeffektezurückgreift ???

Vielleichtdoch geradedeswegen weileine Messung ( genaue) mittels sämple 
und Hold nicht funktioniert. Und wer hat schon eine reine saubere, 
unverzerrte und unmodulierte Sinusschwingung im HF-Bereich???

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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ich sehe grade, das ich auch gestottert habe (Aanaloig)... 
mansollteimmernochmalnachlesenwasmangeschriebenhatesliestsicheinfachleic 
hter.

Thermische Messung sollte das wohl heißen. Ich habe mir vor kurzem einen 
HP435A gegönnt, der misst HF bis 18 GHz durch thermische 
Leistungsmessung. Vielleicht wäre der AD8361 und AD8362 passend, wenn 
die HF nicht Sinusförmig ist. Sander oder Segor haben sowas im Programm.

Autor: Knuddel Pudel (knopf)
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Gutes Teil!

Was zahlt man derzeit noch dafür??

Autor: rene (Gast)
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Was soll der Aufwand. Fuer Amplitudenmessung gibt's Bausteine. zB den 
LTC5501, LTC5507, LTC5537. Die Bandbreiten 100MHz bis 3GHz sollten nicht 
beeindrucken. Alle funktionieren bis in die kHz, die Eingangsimpedanz 
ist dann nicht mehr 50 Ohm.

rene

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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500 Euro, incl HP8481 Meßkopf. Das Servicemanual gabs auch irgendwo als 
PDF.
3 Mikrowatt Endausschlag im empfindlichsten Bereich ist schon was 
feines.

Ja, Linear hat auch ein paar Leistungs-Detektoren, ähnlich den genannten 
AD-Typen. Letztere gibts wie gesagt auch schon im Einzelhandel.

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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Ich staune,

"Thermische Messung"

da spielt die Kurvenform absolut keine Rolle.

Schade, dass der Preis doch ganz schön gewaltig ist.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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Eine Beschreibung des Messkopfs mit einem Sensor auf Saphir-Substrat 
gabs damals 1974 im "HP-Journal", als das Gerät herauskam.
http://www.hparchive.com/hp_journals.htm
Im Septemberheft 1974:
http://www.hparchive.com/Journals/Low-Resolution/H...
zwei Artikel über den Sensor HP8481 und das Anzeigeinstrument HP435A 
dazu

Autor: Knuddel Pudel (knopf)
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Sowas  läst auch selber bauen!!!

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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@ Ralf

>Sowas  läst auch selber bauen!!!


Du meinst an einen HF-Widerstand die Temperatur messen?

Autor: Dieter Werner (Gast)
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Na klar lässt sich so was selber bauen und die Frequenzgangkurve sieht 
dann aus wie die Oberfläche der Nordsee bei Windstärke 12.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Es gibt Bauanleitungen, z.B. aus den UKW-Berichten. Zwei verschiedene 
Messprinzipien werden genutzt:
- 50 Ohm-Widerstand und thermisch damit verbunden ein Temperatursensor
- NTC oder PTC, der mit Gleichstrom auf 50 Ohm geheizt wird, in einer 
Brückenschaltung. Wird Hochfrequenz dazu auf denselben Widerstand 
gegeben, regelt die Brückenschaltung den Gleichstrom zurück. Die 
Differenz der Gleichströme vorher/nachher wird angezeigt.
Beide können durch einen zweiten parallel dazu betriebenen Sensor aber 
ohne HF temperaturkompensiert sein.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Angehängte Dateien:

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Hier eine besonders einfache Bauanleitung mit einer Glühbirne als 
HF-Widerstand, vor fast 30 Jahren von Herwig Feichtinger DC1YB in der 
Funkschau veröffentlicht. Die Lampe wird auf immer gleiche Helligkeit 
geregelt, kommt HF dazu, dann verringert sich entsprechend der 
Gleichstrom durch den 2N2905.

Autor: Knuddel Pudel (knopf)
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Oh, da gibts ja auch liebe Funkkollegen! :-)



Autor: winne (Gast)
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mal nen anderer Ansatz


Ich würde auf nen ZF verstärkerschaltkreis mit geregelter Verstärkung 
(AGC) zurückgreifen z.B. TCA440. Die zu messende Spannung auf einen 
hochomigen Eingangsspannungsteiler (Feste teilung 150kOhm/3kOhm) legen. 
So wird eine Rückwirkung auf das zu testende System gering gehalten. 
Damit bewirfst du den ZF-Eingang(Pin12) des TCA440, ZF-Stufe ansonsten 
standartmäßig beschalten. HF Vorstufen und Oszillatoreingänge über C`s 
auf Masse ziehen damit nichts schwingt.

Für Singnalgspegelmessung hat der TCA440 einen speziellen Ausgang 
welcher aus der Regelspannung abgeleitet wird und du kannst sie dann wie 
gewünscht mit der ADC des Atmel auswerten.
Selbstverständlich wird die Regelspannung durch Gleichrichtung der 
Ausgangsamplitude erreicht jedoch ohne Rückwirkung auf das zu messende 
System(dank des Hochohmigen Eingangsapannungsteilers und der hohen 
Verstärkung).
Achtung als ZF Eingangsspannung erwartet der TCA440 ca 30 mV (auch 
deshalb vorteilen)

http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/4580...

Auf Seite 8 findest du eine Messschaltung
wie ich sie verwenden würde. Die Pins 1,2,3 betreffen die HF-Vorstufe 
und die Pins 4,5,6 den Oszillatorei 14,15, 16 Versorgen die einzelnen 
Stufen mit Spannung. die Pins 11 und 13 sind wie angegeben zu beschalten 
an Pin 7 solltestst du auf den parallelschwingkreis verzichten! Den R 
(2,5kOhm) jedoch soltest Du jedoch unbedingt einhalten. Ebenso die 
Schaltung zwischen Pin 7 und Pin 9 (Regelspannungs Eingang). Zwischen 
Pin 10 und Masse schliesst du einen Widerstand von 1,7 kOhm an. Über 
diesen kannst du die Messpannung für die ADC des µC entnehmen. Zu 
erwarten sind ca 600mV bei 30mV am Verstärkereingang (Pin 12, hinter dem 
Spannungsteiler).



Autor: Bernhard S. (bernhard)
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Stichwort "Glühbirne"

Mein betagter HF-Generator GF21 (3MHz) nutzt ebenfalls eine Glühbirne, 
um die Ausgangsspannung zu stabilisieren


@WINNE

Ich würde auf nen ZF verstärkerschaltkreis mit geregelter Verstärkung
(AGC) zurückgreifen z.B. ....

Ist mit Vorsicht zu genießen, denn diese ICs sind nicht für 
Breitband-Betrieb ausgelegt.

Autor: winne (Gast)
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Laut Datenblatt ZF Min= 0 Mhz - Max= 2 Mhz

Hertz was will er mehr ?

Autor: winne (Gast)
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Nachtrag
die Eckdaten des TCA440 sind in diesem Datenblatt besser und 
übersichtlicher aufgelistet.


http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/90...

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