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Thema: Integrierung einer Rechteckspannung

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Integrierung einer Rechteckspannung

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    Ich muss eine Rechteckspannung integrieren.
    Ich habe bereits den aktiven Sallen-Key-Tiefpass mit Hilfe eines Steckbretts, Funktionsgenerator und Oszilloskop versucht. Aber ich erhielt nur ein Rauschen am Ausgang. Bei dem Simulationsprogramm "Multisim" hat die Schaltung bei richtiger Dimensionierung aber schon funktioniert. Vielleicht liegt es nur daran weil der Operationsverstärker mit +5/-5 Volt Versorgungsspannung an der unteren Grenze versorgt wird. Selbst wenn es so ist hilft es mir nix, weil ich habe keine andere Versorgungsspannung auch später auf der Platine nicht.

    Hat vielleicht jemand Erfahrung und kann mir sagen welcher Filter oder Schaltung sich am besten für die Integration also Rechteck-/ frequenzproportionale Gleichspannung eignet? Oder wie könnte ich das irgendwie hinkriegen?

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    du könntest bei der Suche nach operavtionsverstärker schonmal nach den schlüsselwörtern "rail to rail" und "zero drift" bzw. "low offset" filtern wenn du nach bauteilen suchst

    rail to rail bedeutet, dass die ausgangsspannung bis auf wenige millivolt an die verasorgungsspannung herranreichen kann

    zero drift und low offset beziehen sich auf die eingänge, je geringer der offset, umso langsamer driftet dir das signal nach der zeit ab, und je niedriger der temperaturdrift umso stabiler arbeitet das ganze!

    woher bekommst du denn das rechtecksignal?

    kannst du es eventuell SELBER erzeugen? dann würde ich dir eine schaltung mit 2 OPVs empfehlen, der erste OPV ist eine schmitttrigger und bekommt als eingang den ausgang des 2ten OPV, der als integrator geschaltet ist, dieser wiederum bekommt als eingang den ausgang des schmitttrigger ....

    klingt kompliziert ist aber einfach

    der schmitttrigger ist unmöglich auf gnd ausgesteuert, d.h. er hatbimmer ein maximum am ausgang

    daraus folgt, dass der integrator seinen ausgang integriert ... erreicht er dabei die schaltgrenze des schmittrigger, wechselt der die polarität, ebenso der integrator

    dann erreicht der integrator die andere schaltgrenze des schmitttrigger und er wechselt wieder die polarität

    fertig ist dein 3eckgenerator

    über den ladewiderstand des integrator steuerst du die frequenz und mit den widerständen des schmitttriggers die amplitude

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte Avatar von Neutro
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    So ähnlich wie Ceos hatte ich mir auch mal einen Dreieckgenerator aufgebaut, jedoch mit einem Rechteckgenerator aus einem OP und einem Integrator aus einem zweiten OP. Dahinter noch jeweils einen OP für die Amplitude und einen für den offset. Das ganze hatte ich mit einem TL084 aufgebaut der mit +/-5V versorgt war. Da hatte ich keine Probleme mit rauschen. Aber die Idee von Ceos ist schon nicht schlecht...

    Als Kapazität für den Integrator sollte man auf jeden Fall einen Kerko oder Folienkondensator nehmen.

    MfG

    Neutro
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    (Mark Twain)

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Wenn man eine rechteckspannung integreit, kommt ein Dreieck bei raus, mit der gleichen Frequenz wie das Rechteck.
    Für ein Frequenz - Spannungswandlung gibt es fertige ICs. Sonst müßte man dafür sorgen, das beim Rechteck die ein-Zeit immer gleich lang ist, und erst dann integrieren, bzw. durch einen Tiefpassfilter schicken.

    Was sollte den weiter mit der Spannung geschehen ?

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    gibt es fertige ICs
    wo bleibt dann der lernerfolg

    PS: ich tendiere zu folienkondensatoren denn mit kerkos kann man tatsächlich die luft-temperatur messen XD

    dennoch schliesse ich mich meinem vorredner in der frage nochmal an, woher kommt das rechtecksignal und was soll mit dem 3eck passieren?

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Danke für die Antworten.
    Das Rechtecksignal kommt von einem Inkrementalgeber. Ein optischer Drehzahlmesser. Das Signal der Lichtschranke wird über einen Schmitt Trigger der anschließend ein Monoflop triggert geführt um eine drehzahlabhängige PWM zu erhalten.

    Ich will eigentlich kein Dreiecksignal am Ausgang sondern eine Gleichspannung, die den Mittelwert der Recheckspannung hat.

    Im Anschluss habe ich ein Meßgerät, mit 7-Segment-LCD-Anzeige. Es zeigt Abhängig von der Eingangsspannung einen Wert (Drehzahl in meinem Fall) an. Das Modul ist einstellbar (Volt pro Digit).

    Ich habe mich jetzt schon etwas über Schaltnetzteile und Schaltregler informiert wo die Rechteckspannung auch zu einer Gleichspannung geformt werden muss. Hier habe ich oft von Spulen und Kondensatoren gelesen. Ich bin mir aber nicht sicher ob das nicht nur zum theoretischen Aufbau von Schaltnetzteilen gehört. Und die moduliert Recheckspannung in der Praxis anders umgewandelt wird.

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Mit dem Monoflop ist einwesentlicher Teil zur erzeugung einer Drehzahl abhängigen Spannung schon da. Wenn die Impulsfrequenz hoch genug ist, reich ein einfacher Tiefpas, im extremfall ein RC Glied.
    Ein bischen (über typisch 100 ms) mitteln auch die meisten AD Module schon.

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Okay danke.
    Kennst du (oder jemand) vielleicht noch ICs zur Frequenz-Spannungswandlung (Bezeichnung). Ich würde mir gerne ein Datenblatt anschauen, weil dort oft Blockschaltpläne und Schaltpläne drin sind.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Nachtrag:
    Also ich Suche jetzt ein passendes IC zur Frequenz-Spannungswandlung und ich habe noch die Frage ob das auch mit einem Atmel MEGA 8 möglich ist. Wenn ich einen Tiefpass nehme, kann ich ja niedrige Drehzahlen garnicht mehr anzeigen. Ich will auch Getriebemotoren mit z.B. 100 Umdrehungen messen können.

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