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brue(R)

16.01.2012,
17:16
 

Spitzenwertdetektor (Elektronik)

Hallo

Ich moechte einen Spitzenwert einer Wechselspannung Messen.
Dazu muss sie in eine DC Spannung gewandelt werden.
Hierfuer will ich diesen Spitzenwertgleichrichter verwenden. Die Amplitude der Eingangspannung liegt bei 0-450mV. Das ganze Funktioniert auch so bereits, aber keinesfalls Linear. Auch ein Widerstand von 600-1000 Ohm vor dem Kondensator C1 hat nicht geholfen. Der Kondensator laedt sich nicht auf die Spitzenspannung auf.
Kann mir jemand einen Tipp geben?

Gruss

tts

Neckarsulm,
16.01.2012,
17:30

@ brue

Spitzenwertdetektor

Hi,
der OpAmp muß mit einer größeren Spannung betrieben werden, als die Spitzenspannung des Meßsignals sein kann.
der Widerstand R2 kann meines Erachtens entfallen - dafür wird die Rückkopplung mittels einer Diode umgedreht (Kompensation des Gleichrichters).
Der Signaleingang kommt dann an den +-Eingang und vom -Eingang geht ein 10k-Widerstand nach Masse.
Als nicht-invertierender Verstärker beschalten werden die Dioden im Rückkopplungs-Zweig dann auch umgedreht und zeigen in Richtung des -Einganges.

Der C wird dann über die 2. Diode geladen.
Es bleibt nur noch eine weitere Schaltung, die den Spitzenwert wieder zurücksetzt (periodisches Kurzschließen des Kondensators und / oder übernahme an Sample-Hold)

CU
st

brue(R)

16.01.2012,
18:22

@ tts

Spitzenwertdetektor

» Der C wird dann über die 2. Diode geladen.

Aber dann faellt doch ueber der Diode die Flussspannung ab, was das ergebnis verfaelscht, oder verstehe ich deine Schaltung nicht richtig?

Gruss

olit(R)

E-Mail

Berlin,
16.01.2012,
18:40

@ brue

Spitzenwertdetektor

» » Der C wird dann über die 2. Diode geladen.
»
» Aber dann faellt doch ueber der Diode die Flussspannung ab, was das
» ergebnis verfaelscht, oder verstehe ich deine Schaltung nicht richtig?
»
» Gruss

http://www.techniklexikon.net/d/spitzenwertdetektor/spitzenwertdetektor.htm

Hartwig(R)

16.01.2012,
18:51
(editiert von Hartwig
am 16.01.2012 um 18:59)


@ brue

Spitzenwertdetektor

Hallo,
der Speicherkondensator wird durch die nachfolgende Stufe und den GK-Widerstand belastet. D. h. die Zeitkonstante ist an die Frequenz / Form der zu messenden Spannung anzupassen.
Daher - wie bereits erwähnt wurde - die "Verwandschaft" zu einer Sample-and-Hold Schaltung. Da wäre dem Ausgangskondensator ein Impedanzwandler (meist v=1)nachgeschaltet. Die Gegenkopplung würde dann vom Ausgang des Impedanzwandlers erfolgen. Dann könnte die Schaltung den Messwert deutlich länger halten. Eine Sample-und-Hold Schaltung hat also zwei zusätzliche Funktionen: Der Eingang wir nur für eine kurze Zeit mit dem Eingangssignal verbunden (Sampling Period). Die Schaltung speichert dann analog diesen Momentanwert bis er z. B. von einem AD-Wandler verarbeitet wurde. Danach ist der Speicherkondensator wieder zu entladen - das geschieht z. B. mit einem parallel zum C geschaltetem Transitor oder FET. Willst Du für einen Spitzenwertdetektor auf diese Steuerungsmaßnahmen verzichten, so ist die Schaltung zumindest für die Entladung des Kondensator an die Frequenz des Signals anzupassen. Tust Du das nicht, arbeitet die Schaltung "irgendwie", das könnte die Nichtlinearität erklären.
Grüsse
Hartwig

brue(R)

16.01.2012,
19:15
(editiert von brue
am 16.01.2012 um 19:16)


@ Hartwig

Spitzenwertdetektor

Willst Du für einen Spitzenwertdetektor auf diese Steuerungsmaßnahmen
» verzichten, so ist die Schaltung zumindest für die Entladung des
» Kondensator an die Frequenz des Signals anzupassen. Tust Du das nicht,
» arbeitet die Schaltung "irgendwie", das könnte die Nichtlinearität
» erklären.
» Grüsse
» Hartwig

Hallo

Natuerlich moechte ich es so einfach wie moeglich, so kompliziert wie noetig halten. Es soll keine hochgenaue Messung werden. Das Signal wird anschliessend auf einen Hochohmigen A/D Wandler Eingang geführt.
Eingangsamplituden von 0 bis 450mA
Frequenz 100kHz Sinus

Ich hatte schon einen R von 270Ohm vor den Kondensator geschaltet, was eine RC Zeitkonstante von ~60 mikroSek. ergibt, Periodendauer bei 100kHz ist 10 mikroSek.
Wie dimensioniert man das ganze denn am besten?

Gruss

Hartwig(R)

16.01.2012,
19:25

@ brue

Spitzenwertdetektor

Hallo,
das ist eine Frage der Anforderung. Auf jeden Fall sollte die Periodendauer des Signals eine Bruchteil der Zeitkonstante entsprechen - oder eben entsprechend der gewünschten Haltezeit des Signals. Bei exponentieller Enladung des Kondensators also einfach auszurechnen. Aber wie gesagt, den R2 nicht vergessen.
Grüsse Hartwig