Spitzenwertmessung

"Jens Bause" schrieb im Newsbeitrag news:dbb6ci$i1c$ snipped-for-privacy@online.de...

JEDE Signalquelle hat einen Innenwiderstand. Ist der spitze Impuls nur kurz genug, kann sich ueber den (Innen-)Widerstand der Kondenstaior also nicht bis auf den wahren Spitzenwert aufladen.

Du muesstest also definieren, wie kurz die Zeit sein darf, die die Spannung ihren Maximalwert hat, damit der auch (mit 1-10mV Abweichung) als Spitzenwert gemessen wird.

Bei 10kHz muss es schon ein schneller OpAmp sein, es waere auch gut wenn er nicht in Saettigung geht.

Wenn ich mal eine hohe Genauigkeit voraussetze, wäre das Zeitfenster zum Aufladen auf den Spitzenwert (+- 1mV) etwa 0.65?sek groß. Verstehe ich das richtig, das ich jetzt eine passende Kapazität finden muß, die in Verbindung mit dem Ausganswiderstand vom OP nach 0.65?sek voll aufgeladen ist? Wäre wohl zu einfach, da könnte ich ja einfach eine kleine Kapazität nehmen und wäre fertig. Was muß also stattdessen gemacht werden? Ich sehe den Lösungsansatz noch nicht.

Ich benutze einen Spannungsfolger an dessen Ausgang eine Diode angeschlossen ist. Hinter der Diode ist dann die Rückkopplung auf den - Eingang. Um die Sättigung zu verhindern habe ich einen zweiten Rückkopplungszweig mit einer weiteren Diode, deren Anode zum - Eingang verbunden ist. Damit sollte der OP soweit gedämpft sein, das er die nötige Bandbreite zur Verfügung stellt, sehe ich das richtig?

Gruß Jens

"Jens Bause" schrieb im Newsbeitrag news:dbbb6d$p9c$ snipped-for-privacy@online.de...

Das Fragezeichen wird irgendein Sonderzeuchen sein, wohl mue.

Genau. Oder Ausgswiderstand verringern, durch staerkeren OpAmp.

Sehr schoen.

Hallo MaWin,

tja, leider habe ich es nicht geschafft passende Bauteile und eine entsprechende Dimensionierung zu finden, so dass die genannte Spezifikation eingehalten werden kann (zumindest laut Simulationsergebnissen mit PSpice). Stattdessen löse ich die ganze Geschichte jetzt mit einer Sample&Hold Schaltung, die beim Maximum der Spannung getriggert wird, ist bisher um einiges genauer! Vielleicht hast Du ja noch einen heißen Tip um den anderen Weg auch erfolgreich zu gehen? Vom Prinzip her müßte die erste Schaltung eigentlich besser und genauer hinzubekommen sein, ich habe leider keine Ideen mehr. Vielen Dank jedenfalls.

Gruß Jens

"Jens Bause" schrieb im Newsbeitrag news:dbbonk$osu$ snipped-for-privacy@online.de...

Wenn die Betriebsspannung unter 7V liegt: Statt Diode eine B-E Strecke eines NPN, dessen Kollektor an +Ub, somit Emitterfolger verstaerkt den Ausgangsstrom des OpAmp, der dennoch zumindest eine hohe Slew-Rate haben sollte.

• Einfach:

Der Gag bei der Schaltung ist, dass die Ungenauigkeiten der Diode durch den ersten Opamp halbwegs kompensiert werden.

Hast Du es grob so gemacht ?

• Kompliziert:

Du möchtest Dir sogenannte Sample/Hold Verstärker anschauen. Das ist im Grunde ein Schalter, ein Kondensator und ein Buffer-Opamp. Allerdings alles integriert, sodass die Störungen minimiert sind.

Ein Beispiel ist der AD781.

Dann solltest Du Dir natürlich genau überlegen, was Du haben möchtest: Den _ewigen_ Spitzenwert (für eine Regelung eher nicht), den zwischen zwei Perioden, den bis zu einem Reset ?

Denkbar ist dann eine _ Master-Slave Schaltung _ :

Man nimmt _zwei_ dieser Sample-Hold Verstärker hintereinander.

Beide werden im Prinzip invertiert angesteuert, _ggf._ mit etwas Verzögerung (der zweite sollte _etwas_ eher auf Hold gehen als der der erste wieder das Eingangssignal durchstellt, aber wirklich nur minimal, wenn es bei schnellen Bausteinen überhaupt nötig ist. In der Digitaltechnik ist es btw. nicht nötig).

Nun brauchst Du nur noch ein Rechtecksignal, das in der Spitze des Eingangssignals seinen Zustand _ändert_ (nicht pulst, Flanke genügt).

Dazu reicht es z.B. aus, das Eingangssignal etwas zu verzögern und das verzögerte Signal mit dem eigentlichen Eingangssignal über einen Comparator zu vergleichen. Die Verzögerung kann ein L/C Glied machen, oder eine analoge _passive_ Delay Line. Am besten sogar zwei, nämlich in der Reihenfolge: Eingangssignal - Delay - Eingang S/H 1 - Komperatorsignal. Dann erwischt man wirklich genau die Spitze. Bitte kein "R" in der Verzögerung, dann wird es ungenau.

Da viele Comparatoren auch invertierte Ausgänge bieten, sollte die direkte Ansteuerung der S/H-Bausteine kein Problem sein, die Schaltverzögerung kann bei einem schnellen Baustein wie dem AD781 mit R/C realisiert werden, wenn es überhaupt nötig ist.

Wenn man es ganz genau haben möchte, baut man die Schaltung nochmals symmetrisch auf und gibt beide Ausgänge auf einen Differenzverstärker.

Das ist natürlich _kompliziert_ und teuer, dafür aber, wenn man es richtig macht, sehr genau.

• Digital:

Das ist eigentlich der Weg, wie man es heutzutage realisiert, wenn es genau sein soll. Mit Wandler abtasten, Max. ermitteln, fertig.

Eine Diode oder ein Transistor wird als analoger Gleichrichter immer Fehler reinbringen, das liegt in der Natur von dem Ding (Kennlinie ist e-Funktion und nicht fix 0,7V). Im o.g. PDF wird dies durch die hohe Verstärkung des ersten Opamps leidlich kompensiert. Die Diode sollte für Präzisionsanwendungen allerdings schnell sein und eine _geringe Kapazität_ aufweisen.

Außerdem darf bei einer Regelung auch irgendwann der Spitzenwert gelöscht werden, _rein_ analog ist das eher ein langsames runterlaufen.

Die komplizierte analoge Lösung ist, ähm nunja, eben kompliziert ...

• Gemogelt:

Es gibt noch einen anderen Weg, wenn die Signalform stabil ist: Fertigen RMS Detektor hernehmen und skalieren.

Gruß Oliver

Hallo Oliver,

danke für Deine Antwort.

Ja, das genau ist mein Ansatz gewesen. Problem dabei ist, das sich der Kondensator in der kürze der Zeit offensichtlich nicht auf den exakten Spitzenwert aufladen kann, sondern schon 100mV vorher aufhört (siehe auch Posting MaWin).

das habe ich gemacht nachdem ich die obere Schaltung nicht so dimensioniert bekommen habe, das sie zufriedenstellend arbeitet. Das Ergebnis ist ok, kann aber noch verbessert werden, da ich die Lösung mit einem Differenzierer gewählt habe (Frequenzabhängigkeiten stören).

hatte ich ebenfalls schon dran gedacht, ich wollte allerdings nicht immer den Standardweg über die digitale Welt nehmen, sondern in diesem Fall auch mal einer analogen Lösung eine Chance einräumen ;-)

Wie kommt man als unerfahrener Entwickler schnell an solche Bauteilinformationen, ohne tausende von Datenblättern zu lesen? Vor diesem Problem stehe ich öfter schonmal und finde leider keine Lösung außer dann doch etliche Datenblätter zu lesen in der Hoffnung das vielleicht doch unter den ersten 30 schon ein Treffer ist.

Ich "refreshe" den Wert bei jedem Nulldurchgang des Eingangssignals und gebe diesen dann als Ist-Wert an die Regelung (i-Regler) weiter.

Gruß Jens

Hallo Jens,

Genauso wie ein Fliesenlegermeister die Eigenschaften hunderter Kachelsorten erlernt hat: Uebung, Uebung, Uebung. Man kann sich Datenbuecher archivieren oder aus dem Web Datenblaetter laden. Die Profis haben solche eben jahrzehntelang studiert und man kennt seine "Pappenheimer".

Dann gibt es noch "parametric tables". Allerdings funktionieren die nur bei amerikanischen Web Site wenigstens so halbwegs flott. Bei EU Herstellern habe ich den Gebrauch von deren Web Sites inzwischen fast aufgegeben, aber gerade trotzdem einen BSP297 in eine Schaltung hinein entwickelt.

Au, jetzt kommt bestimmt bald einer von der Sprachpolizei vorbei.

Gruesse, Joerg

unter

Der Gag bei der Schaltung ist, dass ein _Komparator_ mittels Murks-C zu einem linearen Opamp umgebogen wird. Das _kann_ funktionieren, muss aber nicht. Broken by design. Als Euphemismus meist "Trick-" oder "Kunstschaltung" genannt. Endet IMHO öfters mit diesen Threads: Ich hab statt dem uA741 den LM741 genommen und jetzt geht die Schaltung nicht. Das sollte doch dasselbe sein, und jetzt sehe ich im Datenblatt, dass da eine ganz andere Schaltung im IC drin ist. Das geht doch nicht, das dürfen die doch nicht machen. Hat man mir jetzt eine Fälschung angedreht.... jammer, stöhn...