Aktiver Messgleichrichter mit OPV

Hallo Jan, wo hast Du denn die Schaltung her? Die kann so nicht funktionieren. Woher soll der OPV denn wissen, was positiv und was negativ ist? Irgendwie fehlt da ne Referenz oder ein GND, das noch angeschlossen werden muss.

Schau Dir das hier mal genauer an:

Michael

Jan Conrads schrieb:

Jung hat im "IC Op-Amp Cookbook" ca. 10 Seiten Schaltungen dazu, aber die hier dargestellte ist nicht dabei. Das ist wohl wieder eine www/Elektor-Schaltung.

Die Signalfrequenz ist wohl 50Hz...

Es wäre günstig zu wissen welche Versorgungsspannung und ob eine bipolare Versorgungsspannung vorhanden ist.

MfG JRD

Jan Conrads schrieb:

Hallo,

Messgleichrichterschaltungen werden in der Literatur/www reichlich beschrieben.

Bei Deiner Schaltung vermisse ich den Massebezug, d.h. einen definierten Widerstand gegen Masse. Ohne diesen kann es bei AC-Kopplung mit einem Kondensator dazu kommen, dass der Eingangsstrom des Opamps den Kondensator auflädt und der Ausgang bis an den Anschlag hochintegriert und sich dann da festsetzt. AC-Kopplung kann an dieser Stelle ja sinnvoll sein um den verstärkten Offset der ersten Stufe zu eliminieren.

Bei der Opampauswahl für Gleichrichterschaltungen verwende ich vorzugsweise Opamps mit kleinem Offset und hoher Slewrate wenn es auf Genauigkeit ankommt auch bei kleinen Eingangsspannungen und höheren Frequenzen. Die Dioden sollte vorzugsweise kleine Durchlassspannungen, geringe Sperrströme und Kapazitäten sowie kleine Schaltzeiten haben. Bei höheren Frequenzen kann man evtl. Schottkydioden kleiner Leistung verwenden. Die Rückkopplungswiderstände sollten vorzugsweise im unteren Bereich des Möglichen, d.h. so im Bereich bis max. 10 kOhm, liegen falls man auch noch höhere Frequenzen präzise gleichrichten möchte.

Bernd Mayer

--
Schäuble, wenns Dir hier nicht gefällt, dann geh doch nach drüben!

Hallo Jan,

Jan Conrads schrieb:

die Schaltung kann nicht funktionieren, sie sollte so aussehen:

R ___ R - -|___|- --- AC in ___ | | -------|___|--------| | ___ | |->|----->|--------|___|----------- | | | | | | | | | | |\| | --- DC out |- -|-\ | --- | >| | .------------------- -|+/ | | |/| | | | | | | | .-o--------------------------------------------------------' | | === GND (created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05

bei 50 Hz geht eigentlich ein 741 oder TL071 o.ä. Evtl. müßte noch der Offset beachtet werden, bei 50 mV Signal geht der schon deutlicher ein. Im KHz- Bereich werden die Anforderungen an die Slew-Rate sehr hoch. Obige Schaltung invertiert auch, also könnte der Verstärker X100 dahinter auch invertierend sein. Für R könnte man hier irgendwas ab ca.

1K nehmen, das hängt vom erwünschten Frequenzgang und Offsetstrom ab. Als Diode reicht 1N4148, Schottky wäre zwar besser, nur sollte der Sperrstrom klein genug sein

Die Schaltung läßt sich auch einfach auf 2-Weg-Gleichrichtung erweitern mit einem Differenverstärker dahinter.

Es gibt bei aktiver Gleichrichtung noch so einige Varianten.

mfg. Winfried

Jan Conrads schrieb:

Hallo,

Messgleichrichterschaltungen werden in der Literatur/www reichlich beschrieben.

Bei Deiner Schaltung vermisse ich den Massebezug, d.h. einen definierten Widerstand gegen Masse. Ohne diesen kann es bei AC-Kopplung mit einem Kondensator dazu kommen, dass der Eingangsstrom des Opamps den Kondensator auflädt und der Ausgang bis an den Anschlag hochintegriert und sich dann da festsetzt. AC-Kopplung kann an dieser Stelle ja sinnvoll sein um den verstärkten Offset der ersten Stufe zu eliminieren.

Bei der Opampauswahl für Gleichrichterschaltungen verwende ich vorzugsweise Opamps mit kleinem Offset und hoher Slewrate wenn es auf Genauigkeit ankommt auch bei kleinen Eingangsspannungen und höheren Frequenzen. Die Dioden sollte vorzugsweise kleine Durchlassspannungen, geringe Sperrströme und Kapazitäten sowie kleine Schaltzeiten haben. Bei höheren Frequenzen kann man evtl. Schottkydioden kleiner Leistung verwenden. Die Rückkopplungswiderstände sollten vorzugsweise im unteren Bereich des Möglichen, d.h. so im Bereich bis max. 10 kOhm, liegen falls man auch noch höhere Frequenzen präzise gleichrichten möchte.

Das RC-Zeitglied am Ausgang kann man passend dimensionieren je nach angeschlossenem Anzeigegerät entweder auf optimal schnelles Einschwingverhalten (Butterworth) oder auch auf eine gewisse Trägheit passend zum Auge oder dem Signal mit geeignetem Anstiegs- oder Abfallverhalten.

Bernd Mayer

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Schäuble, wenns Dir hier nicht gefällt, dann geh doch nach drüben!

Wenn das Signal aus einem ohmschen Shunt gegen Masse kommt kann ein simpler TLC271 brauchbar sein:

GND-R1--+--R2-------+ | | | 5V | | | | --+ | | | +--| - \ | | | >-+--- +----------------| + / | | Rshunt GND | GND

Der OP verträgt Signale bis ca. -0,3V und sein Arbeitsbereich am Eingang geht bis GND. Der Offset ist mit 1mVtyp ...10mV max nicht üppig, kann man aber mit einem 25k Spindeltimmer verschönern. Ausgang geht von fast GND bis ca. 4V. Man würde beim 8 Bit A/D-Wandler eines Controllers der

0 - 5V arbeitet ca. 7 Bit Auflösung haben, passives RC-Filter am Ausgang wäre dann noch nötig.

MfG JRD

Michael Rübig schrieb:

Prinzip stammt von hier:

Als Schaltung werden ja sonst fast immer nur (nicht)invertierende Verstärker, Addierer, Subtrahierter, Integrator und Differentiator vorgestellt. Die Schaltung kam mir auch ein wenig spanisch vor, nur habe ich noch wenig Erfahrungen mit OPVs.

Werd ich machen, Danke.

Gruß Jan

Winfried Salomon schrieb:

Jo, sind 50Hz, Evtl. müßte noch der

Davor sitzt ein Verstärker mit ca 100x, daher bekommt der Gleichrichter auch ca 5V AC.

Jo, ne 1N4148 hab ich erstmal genommen, OPV ist momentan nen LM348 ( 4*

741) was anders habe ich momentan leider nicht greifbar.

Gruß Jan

Rafael Deliano schrieb:

Ja. was das Netz grade liefert.

Bisher ist ein Stromwandler mit einer Ringkernrossel geplant, da auch alle Außenleiter gemessen werden sollen.

Also ohne symmetrische Spannungsversorgung und den Rest erledigen die internen Schutzdioden? Ich hatte vor dem Gleichrichter noch nen Verstärker vorgesehen, so daß der Gleichrichter bis zu 5VCA sehen würde...

Filter kann nie schaden, bei mir werdens 10Bit eines ATMega16 sein (ist mehr als ausreichend).

Hallo Jan,

Jan Conrads schrieb:

jetzt fällt mir auf, daß Du einen Spitzenwertdetektor nehmen willst. Nur scheint die Schaltung oben irgendwie falsch zu sein, die linke Diode und der Widerstand machen keinen Sinn, bei Quellen aus dem WWW muß man schon aufpassen. So könnte es funktionieren:

.---------------. | | | | ___ | --->|---o----|___|----------- | | | | | | | | | | |\| | --- DC out |- -|-\ | --- | >| | -------------------- -|+/ | |/| | AC in | | | -----------------------------------------------------------' (created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05

Mit R=2k und C= 1uF ist der Ausgang einigermaßen brauchbar. Hast Du nur

1 Versorgungsspannung und kannst deshalb den aktiven Gleichrichter nicht nehmen? Den Ausgang hier kannst Du nur sehr hochohmig belasten mit 10 Megaohm oder größer. Für jede Messung muß C auch wieder entladen werden, also gehört da noch 1 Schalter hin, evtl. Transistor und Diode. [....]

Bei so großen Signalen ist der Offset nur beim Verstärker davor wichtig.

Meintest Du LM358? Der hätte den Vorteil, bei 5V zu funktionieren. Deine Beschreibung ist leider sehr unvollständig, sodaß jede Menge Mißverständnisse passieren, denn hier geht es um einen Peakdetektor und nicht um Meßgleichrichter. Was hier besser wäre ist die Frage. Beim aktiven Gleichrichter würde die Entladung entfallen und es wäre eine Frage der Filterdimensionierung, während der Peakdetektor kein Filter braucht.

mfg Winfried

OP mit negativer Versorgung kann ohne Schutzschaltung für den Controller gefährlich werden.

Es ist offensichtlich kein Vollwellen- sondern nur Halbwellengleichrichter. Kein Nachteil wenn man symmetrische Signalform erwartet.

Wenn man Ausgangsspannung bis 5V will gäbe es CA3130.

Der ist sehr alt, halt noch mehr Offset und meist muß man den Kerko für Stabilisierung vorsehen, weil er sonst nicht stabil ist. Vgl dort Figure 11 der Applications: es gäbe auch eine Vollwellentrickschaltung. Hat aber Mucken ( Ausgangswiderstnad usw. ).

MfG JRD

Winfried Salomon schrieb:

Wirklich LM348, beim lokalen Händler hab ich leider keinen LM324 bekommen, evt findet sich noch einer auf ner Schrottplatine. Spannungsversorgung ist +- 9V (also sym) Deine

ich versuchs mal mit ner Skizze (ist leider nicht so schön geworden, brauch noch was übung)

LM348 LM348

+9V +9V |\| ___ |\| out to ADC .---|-\ ----|___|-o---|-\ ___ | | >---o | | >- - -|___|--o----o--------O O----)---|+/ | --o --|+/ | | | | in | |/| .-. | | |/| | | | | | -9V | | | === -9V | | | | | | | | GND | | --- - | '|' | 1N4148 | 1N4148 | --- ^ ZD5,1 '----------o o----- ->|- -o---->|--o o----| | | ___ | | .-. |----|___|------------| === | | GND | | '-' | | === GND (created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05

Das war mein ursprünglicher Entwurf, der wollte aber aucht nicht so, evt waren die Widerstände falsch gewählt (2*10k, am Ausgang 1K). Irgendwie lag am Ausgang immer einige Volt Spannung an, egal was am Eingang war. Evt doch einfach nur ne Diode und nen C und ggf noch nen Entladewiderstand, das sollte ja immer klappen und der untere Bereich ist mir eh nicht so wichtig. Spannungsversorgung war beim Test relativ sauber aus 9V Akkus, die 50Hz kamen aus einem Signalgenerator. Oder evt noch nen DC Trenn C zwischen den Stufen vorsehen?

Gruß Jan

P.S Danke für die Geduld mit mir.

Hallo Jan,

Jan Conrads schrieb:

der LM348 sollte sicher gehen, hatte den uA748 im Kopf, der war doch unkompensiert glaube ich.

Wie gesagt ist der Peakdetektor IMHO falsch, die linke Diode muß zuviel sein, außerdem sind die Eingänge des OP vertauscht. Ein Hochpaß mit C-R nach dem 1. Verstärker ist sicher eine gute Idee wegen dem Offset. Der Peakdetektor oben ist nicht ideal, der OP bekommt eine große Differenzspannung zwischen den Eingängen. Ich habe irgendwo noch Lösungen, die das vermeiden, könnte ich raussuchen, sind aber dann mit 2 OPs.

Alternativ wäre der aktive Einweggleichrichter aus meiner früheren Mail, da müßte dann aber noch ein aktiver Tiefpaß mit 1 OP und einigen ausgesuchten Rs und Cs dahinter. Der würde sich dann einer Veränderung des Meßwertes schnell anpassen, während Du bei der Schaltung oben immer das C entladen mußt, z.B. mit Transistor und Diode.

mfg Winfried