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Moin zusammen,

ich habe die Aufgabenstellung, einen DC-Anteil eines Signals von 2,5V wegzubekommen, dass das Signal als AC-Anteil (50 Hz) im mV-Bereich übrig bleibt.

Das Signal kommt von einem Stromwandler und geht in eine USB-Messbox von NationalInstruments mit einer Eingangsimpedanz von 144kOhm.

Hab nun einen Koppelkondensator vor den Eingang gehängt, 0,1uF. Aber dennoch messe ich immernoch einen DC-Anteil von 1,3V. Wenn ich parallel zur Messbox, also hinterm Kondensator einen Widerstand zu GND dazwischen packe sinkt der DC-Anteil auf 0,5V. Is ja aber immernoch zu viel. Was muss ich tun, um ein reines AC-Signal zu erhalten???

Ich hab bereits hier im Forum nach Lösungen gesucht, aber nix gefunden

Vielen Dank im Voraus an alle!!!

Gruß, Simon

» Hab nun einen Koppelkondensator vor den Eingang gehängt, 0,1uF. Aber
» dennoch messe ich immernoch einen DC-Anteil von 1,3V.

Entweder ist der Kondensator defekt oder es handelt sich um 'Wer misst misst Mist'.

» Hab nun einen Koppelkondensator vor den Eingang gehängt, 0,1uF. Aber
» dennoch messe ich immernoch einen DC-Anteil von 1,3V.

Das erscheint mir schon etwas seltsam. Veröffentliche
doch mal Deine Schaltung hier im Forum...
Gruss
Harald

» » Hab nun einen Koppelkondensator vor den Eingang gehängt, 0,1uF. Aber
» » dennoch messe ich immernoch einen DC-Anteil von 1,3V.
»
» Das erscheint mir schon etwas seltsam. Veröffentliche
» doch mal Deine Schaltung hier im Forum...
» Gruss
» Harald

Hallo Harald,
die "Schaltung" wird so ohe weiteres nicht bekannt sein, es ist eine "Messbox".
Ob der Typ (National) weiterhilft, ist zweifelhaft.
Ich würde eine Überprüfung der BOX empfehlen:
bekante Spannung an die Box anlegen und Anzeige am PC überprüfen.
NAGUS

["USB-Messbox"]

» NationalInstruments mit einer Eingangsimpedanz von 144kOhm.
»
» Hab nun einen Koppelkondensator vor den Eingang gehängt, 0,1uF. Aber
» dennoch messe ich immernoch einen DC-Anteil von 1,3V.

Kann es vielleicht sein, dass die *USB* Messbox, um der allgemeinen Verseuchung von PC Stromquellen in allen Frequenzlagen zu bekämpfen, einen 3V Spannungsregler benutzt, um zumindest den Analogteil zu betreiben, und dass Du eigentlich den Arbeitspunkt von 1.5V misst?


» Wenn ich parallel
» zur Messbox, also hinterm Kondensator einen Widerstand zu GND dazwischen
» packe sinkt der DC-Anteil auf 0,5V.

Wenn obige Hypothese zutrifft, erzeugst Du mit dem Widerstand einen (zum Bezugspunkt) negativen DC Anteil.


» Is ja aber immernoch zu viel. Was
» muss ich tun, um ein reines AC-Signal zu erhalten???

Kondensator ist schon richtig. Elkos wären für diese Anwendung eher ungeschickt (Leckströme) und sind bei Deinen 100nF auch nicht sinnvoll.

Ggf solltest Du auch prüfen, ob es Probleme mit der Masse gibt. Und checken, ob wahrscheinlich vorhandene Schutzdioden am Eingang des Messgeräts einen Schuss haben oder zu einfach zu billig waren.


HTH,
m

»
» ich habe die Aufgabenstellung, einen DC-Anteil eines Signals von 2,5V
» wegzubekommen, dass das Signal als AC-Anteil (50 Hz) im mV-Bereich übrig
» bleibt.
»
» Das Signal kommt von einem Stromwandler

Ich würde gerne den Stromwandler sehen der DC ausgibt... vielleicht ein aktiver (elektronischer) Wandler mit Ausgangsbereich 5V bei dem 2,5V einem Strom von null entspricht?

» Hallo Harald,
» die "Schaltung" wird so ohe weiteres nicht bekannt sein, es ist eine
» "Messbox".
» Ob der Typ (National) weiterhilft, ist zweifelhaft.
» Ich würde eine Überprüfung der BOX empfehlen:
» bekante Spannung an die Box anlegen und Anzeige am PC überprüfen.
» NAGUS

Folgende Messbox wird verwendet: http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/de/nid/201986#specifications

Die Eingänge funktionieren, sind getestet.

» »
» » ich habe die Aufgabenstellung, einen DC-Anteil eines Signals von 2,5V
» » wegzubekommen, dass das Signal als AC-Anteil (50 Hz) im mV-Bereich
» übrig
» » bleibt.
» »
» » Das Signal kommt von einem Stromwandler
»
» Ich würde gerne den Stromwandler sehen der DC ausgibt... vielleicht ein
» aktiver (elektronischer) Wandler mit Ausgangsbereich 5V bei dem 2,5V einem
» Strom von null entspricht?


Ja ganz genau so ist das!! Die 2,5 V werden bei 0A ausgegeben. Die Messbox kann jedoch entweder die geringe Amplitude der Stromwandler nicht erkennen (sollte sie aber eigentlich) oder die Kombination aus AC und DC kann sie nicht verarbeiten. Fakt ist, dass ein mit nem Frequenzgenerator erzeugtes Signal mit Offset (also DC-Anteil) zwar erkannt wird und wohl auch verarbeitet wird, aber die Anzeigewerte sind Müll. Wir hatten dabei jedoch eine wesentlich größere Amplitude von 2V (eff.) und nicht 10-20mV.
Zu Testzwecken hatten wir nun die Idee, zu versuchen den DC-Anteil rauszufiltern.

» Messbox kann jedoch entweder die geringe Amplitude der Stromwandler nicht
» erkennen (sollte sie aber eigentlich) oder die Kombination aus AC und DC
» kann sie nicht verarbeiten.

Problem von Offset, Rauschen, Auflösung?
Ursache bekämpfen und beseitigen anstatt an den Symptomen rumzudoktern.

Hinter einem Kondensator hast du den DC Offset weg, annlerings eine zu Null symmetrische Spannung. Benötigt einen +/- Eingang. Hast du den (bzw so konfiguuriert)?

» Fakt ist, dass ein mit nem Frequenzgenerator
» erzeugtes Signal mit Offset (also DC-Anteil) zwar erkannt wird und wohl
» auch verarbeitet wird, aber die Anzeigewerte sind Müll.

Frequenzbereich des Einganges? Frequenz der Meßfrequenz? Anti-Aliasing?

» jedoch eine wesentlich größere Amplitude von 2V (eff.) und nicht 10-20mV.
Auflösung der Karte? (sonst müsste ich selbst die Daten runterladen)

Eingangsbereich der Karte, Frequenzbereich und DC/AC Anteil der Meßspannung?

» Zu Testzwecken hatten wir nun die Idee, zu versuchen den DC-Anteil
» rauszufiltern.

Im Prinhzip ja. Fragt sich, welchen Frequenzbereich man erhält mit einem Kondensator und Ein- Ausgangsimpedanzen.

hws

Also, ich glaube, dass einfach das AC-Signal nicht symmetrisch ist. Durch irgenwelche Nichtlinearitäten z.B.
D.H. es befindet sich etwas länger im positiven Bereich oder
umgekehrt, Mittelwert statt Effektivwert oder so.

Gruß

--
Gruß von

* Henry-Roland Dorau * Pf.100431 78404 Konstanz * 0176 29 000 333 * http://sun-innovation.de *

» Problem von Offset, Rauschen, Auflösung?
» Ursache bekämpfen und beseitigen anstatt an den Symptomen rumzudoktern.
»
Offset ist keins eingestellt, Rauschen kann durchaus eine Ursache sein. Die Stärke des Rauschens ist relativ stark im Verhältnis zum Signalpegel. Werd mich mal über Filter informieren, aber denke so einfach ist das nicht rauszukriegen, oder?? Haben bereits versucht die Ursache zu finden, aber erfolglos.

» Hinter einem Kondensator hast du den DC Offset weg, annlerings eine zu
» Null symmetrische Spannung. Benötigt einen +/- Eingang. Hast du den (bzw
» so konfiguuriert)?
»
Mit +/- Eingang meinst du eine differentielle Messung? Ist an der Messbox möglich, werd ich mal ausprobieren. Hatte mir mal Gedanken drüber gemacht, aber zu dem Ergebnis gekommen, dass das für unsere Anwendung keinen Sinn macht. Dafür bräuchte ich doch 2 Signal-Leitungen, ich hab jedoch nur 1 mit dem Sinus, wie mach ich daraus 2????

»
» Frequenzbereich des Einganges? Frequenz der Meßfrequenz? Anti-Aliasing?
»
Wir arbeiten mit einer Frequenz von 50 Hz, sollte absolut kein Problem sein, die Messfrequenz war die gleiche. Anti-Aliasing Funktion hat das Teil nicht (wenn das ne extra Funktion sein soll) Die Messbox hat ne Abtastrate von 10 kS/s. Sollte also völlig ausreichend sein.

» Auflösung der Karte? (sonst müsste ich selbst die Daten runterladen)
»

Auflösung liegt bei ca. 9 mV. Ist nicht gut, aber sollte reichen, dass das Ding zumindest irgendetwas merkt, zumal das Signal bis ca. 70 mV hoch geht. Die Qualität der Messergebnisse ist erst dann Thema, wenn wir welche bekommen

» Eingangsbereich der Karte, Frequenzbereich und DC/AC Anteil der
» Meßspannung?

Was meinst du mit diesen drei Stichworten? Eingangsbereich ist +/- 10 V, kann ich nur bei differentieller Messung verkleinern, was auch zu einer besseren Auflösung führen würde. Wenn das also klappen würde (siehe oben) wär das spitze. DC/AC Anteil wiegesagt, 2,5V DC ohne filtern, AC zwischen 10 und 70 mV eff.

»
» Im Prinhzip ja. Fragt sich, welchen Frequenzbereich man erhält mit einem
» Kondensator und Ein- Ausgangsimpedanzen.
»
Sollte der Frequenzbereich nicht gleich bleiben??, bzw. natürlich abzüglich des gefilterten?!




Vielen Dank für die vielen konstruktiven Vorschläge und Ideen!!!!! Alleine würden wir nie von selber auf alles kommen Sind ja leider keine Elektronik-Spezialisten

Viele Grüße, Simon

» Offset ist keins eingestellt,

Nicht eingestellt, sondern vorhanden z.B. wegen unsymmetrischer Spannung

» Rauschen kann durchaus eine Ursache sein.

Hat man zu viel Rauschen auf dem Meßsignal, sollte man nach ner anderen Meßmethode gucken. Oder kommt das Rauschen erst durch die Vorverarbeitung hinein?

» » Null symmetrische Spannung. Benötigt einen +/- Eingang.
» Mit +/- Eingang meinst du eine differentielle Messung?
Nein, einen Eingang der sowohl positive als auch negative Spannungen messen kann ...

» Ist an der Messbox möglich, werd ich mal ausprobieren.

Wenn zwischen Bezug Meßstelle und Masse AD Eingang Störungen liegen ist das durchaus ein sinnvoller Versuch.

» Dafür bräuchte ich doch 2 Signal-Leitungen, ich hab jedoch nur 1
» mit dem Sinus, wie mach ich daraus 2????

An die beiden Punkte deiner Sinusquelle. Einer der Punkte könnte fast-Masse sein, aber durch Leitungswiderstände ein zusätzliches Störspannungssignal.

» Wir arbeiten mit einer Frequenz von 50 Hz, sollte absolut kein Problem
» sein, die Messfrequenz war die gleiche.

Auch das interessierende Meßsignal? Sinus? Dann ein schmalbandiger 50Hz Filter. Ich würde aber immer noch ansetzen, den Fehler / Störungen im Meßaufbau zu suchen und entfernen.


» Auflösung liegt bei ca. 9 mV ... das Signal bis ca. 70 mV hoch geht. [10..70mV eff]

Nicht dein Ernst? Bräuchte eine saubere Vorverstärkung des 70mV Signales.

» Sollte der Frequenzbereich nicht gleich bleiben??, bzw. natürlich
» abzüglich des gefilterten?!

Der Kondensator kann mit Ein/Ausgangsimpedanz einen Hochpass bilden. Siehe beim Verstärker zu kleine Koppelkondensatoren -> Bässe fehlen.

Inwieweit ändert sich das Meßsignal? Immer exakt 2,5V offset und nur de AC Anteil ändert sich?

hws