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Board-Ansicht Jürg SL, 27.02.2006, 13:47 |
Differenziator & Integrator kombinieren! -wozu? |
Hallo,wozu kann es dienen einen Integrator mit einem Differenziator zu vereinen?siehe Bild: |
![[image]](img/uploaded/image196.gif)
strippenstrolch  Sassenburg, 18.03.2006, 22:33 @ Jürg |
Differenziator & Integrator kombinieren! -wozu? |
Da das Differenzierglied im Eingang liegt, werden also die Differenzen integriert.Das hieße, dass nur die Impulse, also die \"Flanken\" des Eingangssignals aufsummiert werden. Es wird also quasi die Gleichspannung am Eingang ausgekoppelt und nur die Wechselanteile integriert.Je höher also die Wechselanteile, desto steiler wird die integrierte Spannungsänderung pro Zeiteinheit sein.Wenn also mehrere Spannungssprünge am Eingang in positive Richtung erfolgen,so wird das Ausgangssignal jedesmal ein Stückchen größer. Anders herum wird es kleiner, wenn mehrere Spannungssprünge in negative Richtung erfolgen würden. Bei reiner symmetrischer Wechselspannung am Eingen würd indess keine Änderung am Ausgang erfolgen, da die positiven Änderungen gleich den negativen Änderungen am Eingang wären. Nach dem Intergieren ergäbe das Null.Als Fazit hättest Du also eine \"Tendenzanzeige\" gebastelt, die anzeigt, ob mehrere Sprünge in positive Richtung erfolgten, oder mehrere Sprünge innegative Richtung.In einer Regelung könnte man dann darauf reagieren, in dem man genau in engegengesetzter Richtung ein Ventil o.ä. ansteuert.Dieses Ventil würde dann nur verändert wenn mehrere Abweichungen in die gleiche Richtung erfolgten. Und je größer die Abweichungen waren, desto mehrwürde das Ventil angesteuert. |
| kalledom 18.03.2006, 23:44 @ strippenstrolch |
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Hallo,Analogtechnik ist nicht mein Steckenpferd.In der Schaltung erkenne ich einen invertierenden OpAmp, dessen Verstärkungs- Faktor vom Eingangs- und Gegenkopplungs-Widerstand bestimmt wird.Daß Kondensatoren frequenzabhängige Widerstände sind, ist mir auch noch klar.In Reihe zum Eingangswiderstand liegt ein Kondensator, was einen Hochpaß (Differenzierer) ergibt (hohe Frequenz = kleiner R = hohe Verstärkung).Parallel zum Gegenkopplungs-Widerstand ist ein weiterer Kondensator, was einen Tiefpaß (Integrierer) ergibt (hohe Frequenz = kleiner R = hohe Gegenkopplung).Somit müßte doch eigentlich Hochpaß und Tiefpaß zu einem Bandpaß werden, der bei einer bestimmten Frequenz die maximale Verstärkung hat. Liege ich sehr daneben ? |
| strippenstrolch Sassenburg, 20.03.2006, 11:47 @ kalledom |
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Naja, es sind ja keine Werte für die Bauteile angegeben, daher ist nicht unbedingt von Tonfrequenzen auszugehen. Vielmehr sollte man die Frequenz von Null an aufwärts betrachten und auch keine symmetrischen Signale zu Grunde legen. Bei symmetrischen Frequenzen werden dann tatsächlich nur die hohen Frequenzen integiert, wegen des Hochpasses am Eingang.Wer stellt denn hier eigentlich so schwierige Fragen in diesem \"unschuldigenBastelforum\" ? |
Letztendlich hilft da wohl nur ein Blick in einschlägige Lehrbücher, wo dasmal genau auch mit ein paar Formeln erklärt ist. Vielleicht meldet sich ja auch noch ein anderer Leser, der öfter mit solchen Schaltungen zu tun hat......mal die Schaltung aufbauen und an einen Funktionsgenerator und ein Oszi schalten soll auch schon geholfen haben... | Jürg SL, 20.03.2006, 21:11 @ strippenstrolch |
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Also vielleicht sollte ich mal mit etwas mehr details rausrücken |
| kalledom 21.03.2006, 00:17 @ Jürg |
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Hallo,was ein besseres Verständnis für OpAmp\'s betrifft, empfehle ich Dir die Seite http://www.domnick-elektronik.de/elekovg.htm.Beim Differenzierer (Hochpaß) und Integrierer (Tiefpaß) gibt es allerdings noch keine Beschreibung. Warum wohl ? |
Die Schaltung habe ich theoretisch mit den angegebenen Werten \'durchgespielt\'. Bei 50 Hz wird ein Sinus-, Dreieck- und Rechteck-Signal gleich verstärkt. Mit zunehmender Frequenz wird die Verstärkung / Ausgangs-Amplitude immer kleiner.Dem PIC solltest Du aber keine Wechselspannung anbieten; der wird dann sauer.Dafür brauchst Du nach dem OpAmp noch einen Gleichrichter. Inwieweit eine Diode oder ein Brückengleichrichter mit nachgeschaltetem C für Deine Zwecke ausreichend ist, kann ich nicht sagen. Gleichspannung muß es auf jeden fall sein und die sollte immer schön positiv sein. Es gibt natürlich auch ganz tolle Messgleichrichter-, RMS- und sonstige Schaltungen mit OpAmp\'s.Daß Du 56mV bei 40W Belastung verstärken mußt, da brauchen wir glaube ich nicht zu diskutieren. Die Verstärkung sollte so gewählt werden, daß für den PIC bei maximaler Leistung (230V * 16A ???) +5V zu Verfügung stehen.Am Komparatoreingang kannst Du allerdings nicht messen, sondern nur vergleichen, ob ein bestimmter Wert überschritten ist. Gemessen wird mit einem Analog-Eingang. Da Du verheimlichst, um welchen PIC es sich handelt, kann ich Dir nicht verraten, ob \'Dein\' PIC Analog-Eingänge hat.![[image]](img/uploaded/image216.gif)
| Jürg SL, 21.03.2006, 08:29 @ kalledom |
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» Dem PIC solltest Du aber keine Wechselspannung anbieten; der wird dann» sauer.Hallo, ich habe eigentlich schon eine ganze Schaltung, teilweise natürlich abgekupfert. Nach dem Verstärken habe ich eine Diode und einen etwas größeren Ko, damit eine momentane verstärkung nicht gleich wieder abfällt. Damit der PIC nicht mehr als 5 Volt erhält, habe ich 2 Dioden zum ableiten auf 5 V geschalten.» Am Komparatoreingang kannst Du allerdings nicht messen, sondern nur» vergleichen, ob ein bestimmter Wert überschritten ist. Gemessen wird mit» einem Analog-Eingang. Da Du verheimlichst, um welchen PIC es sich handelt,» kann ich Dir nicht verraten, ob \'Dein\' PIC Analog-Eingänge hat.PIC 16F628 (habe ich zuhause rumliegen), der hat 2 komparator eingänge, und die Refernzspg. kann intern festgelegt werden.Zu meinen Problemen mit dem PIC komme ich aber erst viel später. Zuerst habe ich ein Problem zu lösen, den Eingang der Messung auf die Reihe zu bringen. Wie gesagt, wenn ich eine Lampe als Verbraucher anschliesse, ist es ein schöner Sinus der auch schön zu verstärken ist (verwende übrigens LM-358). Aber sobald die Wechselspannung nur aus kurzen abgehackten Impulsen besteht (beispiel von dimmer), kann ich diese wechselspannung nicht mehr vernünftig verstärken, da kommt unbrauchbarer Müll raus!WEITERE ECKDATEN: LM358 versorgt mit 12V: +6 und -6 Volt (stabilisiert von Labornetzger.). Wechselspg. von Stromwandler liegt einmal auf 0V.LG Hinti |
| kalledom 21.03.2006, 16:10 @ Jürg |
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Nimm die obige Schaltung und entferne die Kondensatoren; dann hast Du einen DC-Verstärker, der am Ausgang (um den Verstärkungsfaktor erhöht) das raus gibt, was am Eingang rein kommt. Da über den Stromwandler keine Gleichspannung kommen kann, gibt es auch keine Probleme.Da Du nur den Komparator im PIC hast, reicht auch eine Gleichrichtung per Diode. Was unterhalb der Durchlaßspannung von 0,7 V passiert, interessiert keinen.Wähle den \'Glättungs-Kondensator\' so, daß die 20ms gut überbrückt werden. |
| Jürg SL, 21.03.2006, 17:46 @ kalledom |
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» Nimm die obige Schaltung und entferne die Kondensatoren; dann hast Du einen» DC-Verstärker, der am Ausgang (um den Verstärkungsfaktor erhöht) das raus» gibt, was am Eingang rein kommt. Da über den Stromwandler keine» Gleichspannung kommen kann, gibt es auch keine Probleme.Leider eben nicht ganz. Habe ich ja schon gemacht. Aber die Verstärkung funst nur mit einem schönen Sinus (auch ohne die Kos). Deshalb kam hier überhaupt erst meine Frage dazu. Mein Problem ist eine halbwegs lineare Verstärkung des Stromverbrauchs im 230V Netz zu erzielen \"UNABHÄNGIG davon wie der Sinus aussieht\" (siehe Dimmer-problem)!Ich dachte vielleicht kann man mit den kos hier was richtiges erreichen! » Da Du nur den Komparator im PIC hast, reicht auch eine Gleichrichtung per» Diode. Was unterhalb der Durchlaßspannung von 0,7 V passiert, interessiert» keinen.Alles klar» Wähle den \'Glättungs-Kondensator\' so, daß die 20ms gut überbrückt werden.Damit meinst du wohl die dauer einer halbwelle, - alles klar.LG Jürg |
| kalledom 21.03.2006, 18:52 @ Jürg |
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Jede OpAmp-Schaltung kann nur das verstärken, was der Stromwandler raus gibt. Mit Kondensatoren erzielst Du nur ein nicht-lineares Verhalten, weil schnell ansteigende oder abfallende Pulse, sofern nicht vom Stromwandler \'etwas weniger steil\' gemacht, entsprechend den C-Werten verstärkt oder gedämpft werden.Eine lineare Verstärkung kommt dem tatsächlichen Stromverlauf immer noch am Nächsten.Denke bitte daran, daß der Stromwandler auf der Sekundärseite einen niederohmigen Abschluß-Widerstand braucht ! Vielleicht liegt da das Problem ? |
| Jürg SL, 22.03.2006, 08:29 @ kalledom |
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» Denke bitte daran, daß der Stromwandler auf der Sekundärseite einen» niederohmigen Abschluß-Widerstand braucht ! Vielleicht liegt da das» Problem ?habe einen 300 Ohm Widerstand an der Stelle |
| kalledom 22.03.2006, 10:32 @ Jürg |
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Mehr weis ich leider auch nicht. |
| Jürg SL, 22.03.2006, 12:21 @ kalledom |
Differenziator & Integrator kombinieren! -wozu? |
ist es vielleicht besser, ein solches signal: |
![[image]](img/uploaded/image217.gif)
anders zu verstärken? vielleicht nicht invertierend, oder vielleicht ist die Flanke zu kurz, oder so irgend etwas?Hat damit jemand erfahrung?Mir kommt fast vor, das die vom stromwandler kommende (flanken) Wechselspannung fast ziemlich gleich ausschaut, ob primär nun 3Ampere oder nur 200mA gebraucht werden!!! wahrscheinlich mess ich auch falsch, bedauerlicherweise habe ich nur eine billige Oszi-Handgurke!| kalledom 22.03.2006, 12:44 @ Jürg |
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Wenn das die \'gedimmte\' Spannung ist, ist die vollkommen ok. Strom und Leistung sind entsprechend gering.Sollte die Amplitude bei einer 40W Glühlampe genau so hoch sein, wie bei einer 100W Glühlampe (bei gleicher Dimmer-Stellung natürlich), dann stimmt mit dem Wandler was nicht oder dessen Abschluß-Widerstand ist zu hoch.Welchen Unterschied soll es geben, ob das Signal invertiert ist oder nicht ?Was soll ein 500MHz Scope anders anzeigen, als die \'billige Oszi-Handgurke\' ?Wenn bei nicht-gedimmter Lampe ein mehr oder weniger sauberer Sinus zu sehen ist, der bei höherer Leistung eine größere Amplitude hat, weis ich nicht, was Du eigentlich möchtest ? |
| Jürg SL, 22.03.2006, 16:03 @ kalledom |
Differenziator & Integrator kombinieren! -wozu? |
» Wenn das die \'gedimmte\' Spannung ist, ist die vollkommen ok. Strom» und Leistung sind entsprechend gering.weiß ich» Sollte die Amplitude bei einer 40W Glühlampe genau so hoch sein, wie bei» einer 100W Glühlampe (bei gleicher Dimmer-Stellung natürlich), dann stimmt» mit dem Wandler was nicht oder dessen Abschluß-Widerstand ist zu hoch.da vermute ich jetzt auch das Problem, sobald die Spannung aus kurzen Flanken besteht, ist (primärseitig) zwischen 300mA und 1Ampere, auf der sek-seite fast kein unterschied, der widerstand macht dabei nur wenig unterschied!» Welchen Unterschied soll es geben, ob das Signal invertiert ist oder nichteben deshalb frage ich ja! ich weiß es nicht! vielleicht bringt ein impedanzwandler was?!?» Was soll ein 500MHz Scope anders anzeigen, als die \'billige» Oszi-Handgurke\' ?Die Auflösung ist einfach extrem ungenau, genauso wie die Abtastrate!» Wenn bei nicht-gedimmter Lampe ein mehr oder weniger sauberer Sinus zu» sehen ist, der bei höherer Leistung eine größere Amplitude hat, weis ich» nicht, was Du eigentlich möchtest ?ich weise den fehler jetzt einfach meinem stromwandler zu. der bei sinus schöne sekundärwerte hat, und bei hack-sinus fast immer die selbe spg. liefert!Danke, Gruß, und tschüss. |
| kalledom 22.03.2006, 16:30 @ Jürg |
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» Welchen Unterschied soll es geben, ob das Signal invertiert ist oder nicht» eben deshalb frage ich ja! ich weiß es nicht! vielleicht bringt ein» impedanzwandler was?!?Ob die positive oder negative Halbwelle zuerst kommt, ist vollkommen gleich.Bei 300 Ohm Abschluß- zu 22 kOhm Eingangs-Widerstand ist ein Impedanzwandler absolut überflüssig.Setz die 300 Ohm mal tiefer; es ist ein Stromwandler. |
| Jürg SL, 22.03.2006, 17:00 @ kalledom |
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» Bei 300 Ohm Abschluß- zu 22 kOhm Eingangs-Widerstand ist ein» Impedanzwandler absolut überflüssig.ok» Setz die 300 Ohm mal tiefer; es ist ein Stromwandler.Ja, das werde ich versuchen,LG Hinti |
| Zöttl 29.03.2006, 19:02 @ Jürg |
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passt jetzt nicht ganz dazu,aber die obige schaltung ist ein bandpassfilter,also eine kombination aus einem hochpass und einem tiefpass.Die Spannunsgverstärkung lässt sich so berechnen:Vu(komplex) = (jw*Rg*C1) / ( (1+jw*R1*C1) * (1+jw*Rg*C) )Wenn man die Formeln für Hoch- und Tiefpassfilter kennt,sieht man das auch die Formel nur aus besagten beiden besteht.Falls das schon erklärt wurde, sorry, hab die Beiträge nicht alle explizit gelesen, nur überflogen.Hoffe es war noch hilfreich? |
