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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Amplitude von periodischem Signal messen


Autor: Fin (Gast)
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Hallo,

ich möchte die Amplitude eines sinusförmigen Signals mit einem AVR 
messen. Das Signal hat eine Frequenz von 1 MHz, eine Amplitude zwischen 
0,1 V und 0,7 V und liegt mittig um die 2,5 V.

Meine erste Idee war, das Signal zu integrieren (Tiefpass), und dann mit 
dem AD-Wandler zu messen. Aber da es mittig um die 2,5 V liegt, kommt 
natürlich immer 2,5 V heraus. So klappt es nicht.

Hat jemand eine Idee, wie ich das machen könnte?

Gruß
Fin

Autor: Jens (Gast)
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Tonne doch den Gleichanteil mit einem C.

Autor: Stefan (Gast)
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präzisionsgleichrichter und dann n tiefpass

Autor: Jens (Gast)
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Bei 1MHz, janeeisklar...

Autor: Karl-j. B. (matrixman)
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Wieso immer mit Hardware machen? Es geht doch auch per Software:


Wie wärs wenn du dein ADC ganz schnell einstellst das er oft abtastet 
und dann nimmst du immer den maximal wert bzw minimal Wert dann kannst 
du die Amplitude ausrechnen=)! Du musst allerdings deinen Wert immer 
wieder reseten aber der neue maximal Wert wird ja innerhalb einer ms 
wieder aufgebaut.


Wenn dein ADC nicht so schnell wie die Frequenz abtastet macht das auch 
nix da zu irgendeinem Zeitpunkt schon mal am Maximalwert gemessen wird.

mfg Karl

Autor: Rahul, der Trollige (Gast)
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Die maximale Samplefrequenz eines AVR-ADV liegt bei etwa 15kHz.
Entweder schnellen ADC davorhängen oder gleichrichten...

Autor: Rahul, der Trollige (Gast)
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ADV = ADC

Autor: Karl-j. B. (matrixman)
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Wieso passt doch!

ADC auf 15kHz einstellen. Da er bestimmt nicht mit der zumessenden 
Frequenz syncron läuft müsste der AVR nach einiger Zeit bis zum 
Maxmimalwert hochgelaufen sein.

Ich hab sowas schonmal getestet allerdings bei 50Hz hat soweit gut 
funktioniert.

mfg Karl

Autor: Karl vom Kanal (Gast)
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@Karl-j. B.

50Hz und 1MHz sind ja auch fast gleich; kann man doch alles mit 1N4001 
gleichrichten. Viel erfolg dabei.

Autor: Karl-j. B. (matrixman)
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Ja vielleicht nicht aber mann könnte es doch mal testen vielleicht gehts 
ja!

Mann könnte mal im Datenblatt schauen wilang der ADC braucht um die 
Spannung zu erfassen

mfg Karl

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Leute: Schaut doch erstmal ins Datenblatt !
Ein AVR hat eine Analogbandbreite von wenigen 10kHz.

Ich würde zuerst den DC Anteil entfernen und dann das Signal 
gleichrichten mit einer Schottkydiode. Eventuell zwischendrin noch ein 
Puffer um die Belastung der Quelle durch die Diode zu verringern und um 
das Signal noch ein wenig zu verstärken um in den linearen Bereich der 
Diode zu kommen.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Ein AD8307 als Detektor wäre die Luxusversion mit 90 dB Anzeigeumfang
http://www.analog.com/UploadedFiles/Data_Sheets/AD8307.pdf

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Das geht.

Nicht nur Theoretisch (Unterabtastung, Undersampling), sondern beim AVR 
auch praktisch. Mache ich bei zZt. bei 4.43xxxMhz.

/XlR.

Autor: Fin (Gast)
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Vielen Dank für eure Vorschläge.

Die Idee mit der Unterabtastung werde ich ausprobieren. Ich bin mir nur 
noch nicht über die damit erreichbare Auflösung im klaren. Das Ergebnis 
wird wohl nicht besser als 7 - 8 Bit.

@Axel Rühl:
Auf welchem Takt läßt Du den ADC laufen (Taktteiler)? Hast Du noch 
irgendwelche Beschaltung vor dem ADC-Eingang?

@alle:
Ich möchte auch die Idee mit dem Gleichrichter ausprobieren. Wie ich den 
DC-Anteil heraus werfe, ist mir klar. Aber dann habe ich ein 
Sinus-Signal mittig um die Null Volt. Wie geht es dann 
beschaltungstechnisch weiter?

Gruß
Fin

Autor: Falk (Gast)
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@Axel Rühl

>Nicht nur Theoretisch (Unterabtastung, Undersampling), sondern beim AVR
>auch praktisch. Mache ich bei zZt. bei 4.43xxxMhz.

Dazu muss aber der Eingangsverstärker + die S/H Stufe die Bandbreite 
auch mitmachen. Und das ist AFIK beim AVR nicht gegeben.

MFG
Falk

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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1 MHz ist noch recht niederfrequent für einen Diodendetektor, hier gibt 
es Applikationen von Hewlett-Packard:
http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5988-9214EN.pdf
ab Seite 19 werden Diodendetektoren besprochen, Zero-bias, Square-law 
sind Stichworte. Die detektierte Gleichspannung ist nicht linear von der 
Hochfrequenz abhängig, das muß für exakte Messungen berücksichtigt 
werden.

Autor: Mister mit Kanister (Gast)
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Wie wärs mit einem Spitzenwertgleichrichter à la hier zu sehen: (das 
Beispiel ganz Unten)

http://www.loetstelle.net/grundlagen/operationsver...

Der wird wohl aber nicht bei 1Mhz mit standard OPs funktionieren. Da 
brauchst dann schon n schnellen OP.

Habe sowas mal aufgebaut. Hat wunderbar funktioniert.

Autor: Matthias (Gast)
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zum Beispiel ein TLC272, der ist schnell genug..

Autor: nilp (Gast)
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Es gibt fertige Spitzenwertgleichrichter. zB LTC5501, 5502, 5507, 5532, 
5534, 5537. Die koennen schon AC koppeln, und 0..5V Speisung und so.

N.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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Die einfache Spitzengleichrichterschaltung hat den großen Nachteil, dass 
der OP während der Sperrzeit der Diode ohne Gegenkopplung mit maximaler 
Verstärkung arbeitet, wie ein Komparator.
Er läuft gegen seine Betriebsspannungsgrenze und braucht dementsprechend 
Zeit zur "Erholung" wenn er die Diode wieder durchsteuern soll. Die 
Großsignal-Anstiegszeit in Volt pro Mikrosekunde ist hier der 
entscheidende Datenblattwert. Der gezeigte Halbwellengleichrichter hat 
dagegen immer eine Gegenkopplung, wenn er auch im Übernahmebereich einen 
kleinen Spannungssprung ausführen muß.

Autor: Fin (Gast)
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@nilp:

Der LTC5507 könnte in Frage kommen, er geht bis 100 kHz runter. Die 
anderen liegen in der Frequenz zu hoch. Vielen Dank.

Gruß
Fin

Autor: nilp (Gast)
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@Fin,
die anderen gehen runter, fast nach DC, sind dort einfach nicht mehr 
spezifiziert. Die haben eine Videobandbreite von einigen MHz, dh so 
schnell ist der Gleichrichterausgang. Den kann man aber mit einem RC 
runternehmen. Dann haben sie nicht mehr peak hold, sondern das zeitliche 
mittel davon. Bei zeitlich konstanten Signalen ist der Unterschied nicht 
so von Bedeutung.

N

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Fin wrote:
> Vielen Dank für eure Vorschläge.

>
> @Axel Rühl:
> Auf welchem Takt läßt Du den ADC laufen (Taktteiler)? Hast Du noch
> irgendwelche Beschaltung vor dem ADC-Eingang?
>
Ich lasse den ADC mit 576khz takten (18.432Mhz/32). Läuft im freerunning 
Mode.
Über /ADEN resette ich den Prescaler immer dann, wenn ein Sync Impuls 
auftrat.
Am Eingang habe ich eine 2-stufige Bandfiltergekoppelte 
Eingangsverstärkerstufe, die auf die 4.4xx Mhz abgestimmt ist.

Gruß
XlR.

Autor: I_ H. (i_h)
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Hallo zusammen

Sitze im Moment vor dem selben Problem, allerdings liegt die Frequenz im 
Bereich bis 10MHz.
Hab schon diverse Varianten ausprobiert, mit Diodendetektoren hatte ich 
irgendwie nicht so viel Glück. Spitzenwertdetektor mit LM319 ging gut 
bis 1MHz, darüber absolut unbrauchbar. Das selbe mit NE592 ging bis 
10MHz brauchbar, allerdings ist die Eingangsimpedanz zu niedrig, 
verfälscht das Signal. Schön wären über 10kOhm, am Ne592 hat mich vor 
allem die ungleichmäßige Belastung gestört.

Wie sähe denn ungefähr ein passender Diodendetektor aus? Wenn ich google 
danach bemühe kommen mir nur haufenweise Radios entgegen.

Autor: 6642 (Gast)
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Ein LTC5501, 5502, 5507, 5532, 5534, 5537. zB. die gehen alle soweit 
runter.

Autor: I_ H. (i_h)
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Tja, nur wo bekomme ich die Teile? Reichelt hat sie net, CSD hat sie 
net, Conrad hat sie auch net...

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