klein signaal van DC afsnoepen

Hoi,

Sta voor de volgende uitdaging.

Heb een sinus signaal van 10mv toptop. Deze is aanwezig op een op gelijkspanning. Deze gelijkspanning is meestal 2,5V maar kan ook 1,5 of 3V zijn, varieert nogal. Zie plaatje
http://i1289.photobucket.com/albums/b516/radoyius/plaatje_zps15c3f54c.jpg
*schaal van AC is niet zelfde als van DC

Ik zou graag dit signaal 80keer versterken met 1 of maximaal of 2 opamps.
Daarbij het liefst dat het nog werkt met signalen vanaf 0,1hz.

Atm koppel ik dit signaal AC in, dat werkt opzich prima behalve tot je bij lage frequenties van het signaal komt. Liefst heb ik zelf dat het bij elke frequentie werkt.

Uiteindelijk wil ik van dit 10mv signaal een blok maken, maybe is eerst versterken niet nodig maar dat lijkt mij wel handig.

Heeft iemand van jullie een idee hoe ik dit 10mv signaal frequentie onafhankelijk kan verstekken?

Sonytech

Overleden

Het verschil tussen 0,1 Hz en DC is natuurlijk wel heel erg klein om daar onderscheid tussen te kunnen maken.

Ik vrees dat je eea. simpeler voor elkaar krijgt als je aan de bron je AC-signaal eerst bewerkt / codeert en aan het eind weer terugbrengt naar het oorspronkelijke signaal.

"Verbaas u niet, verwonder u slechts."
EricP

mét CE

Als je er een blok uit wilt halen, dan zou je eens naar edge triggering kunnen kijken - en daarmee een flipflop sturen.
Zoals Sonytech terecht opmerkt, blijft het verschil tussen 0.1Hz en DC klein - zeker als je DC ook nog eens niet constant is.

Dat begrijp ik.

Ik vraag mij echter af of er geen truukje bestaat met een opamp om frequentie onafhankelijk een signaal van DC te scheiden.

Ik weet dat ik veel vraag :)

Sony, wat bedoel je met AC signaal eerst bewerken? klinkt DSP achtig?

Als je toch alleen de flanken wilt hebben, en niet de amplitude of vorm van het AC signaal, zou ik een comparator nemen die het signaal vergelijkt met een low-pass gefilterde versie ervan, met een beetje hysterese. Je kunt proberen het signaal te isoleren met een high-pass filter, maar op deze manier trek je eigenlijk het low-pass gefilterde signaal er vanaf, en kun je de hele bewerking in 1 keer doen.

Nee, het is niet mogelijk om een AC signaal totaal onafhankelijk van de frequentie van een DC signaal te scheiden, simpelweg omdat een DC signaal per definitie niet kan bestaan; een DC signaal zou bij het ontstaan van tijd (dus het ontstaan van ons universum) al een spanning moeten hebben, en sindsdien geen enkele verandering meer hebben ondergaan.

Sommige mensen vinden dat een signaal al DC is als de polariteit niet veranderd, maar dat is natuurlijk onzin; een veranderlijk signaal dat nooit van polariteit veranderd is een samengesteld signaal; een of meer AC componenten, met een DC offset.

Kortom: je zult er niet aan ontkomen om een kantelfrequentie te specificeren, want een frequentie van 0Hz bestaat niet. Die frequentie kun je natuurlijk wel zo groot of klein kiezen als je wilt, maar naarmate dat extremer wordt (in een van beide richtingen), wordt de implementatie ook moeilijker.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op dinsdag 12 maart 2013 12:08:28 (53%)

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
rbeckers

Overleden

Met wat voor een frequentie varieert die "gelijkspanning"?

@SparkyGSX
Ben ik het mee eens.

@beckers, kan je niet makkelijk antwoorden. maar ongeveer 20 keer langzamer dan de snelheid van het AC signaal. Freqentie van AC signaal vartieert van 1hz tot 200hz.

Signaal wordt verkregen van een lineare hall sensor en magneet constructie die meer of minder staal "ziet"

Sparky, bedankt voor je antwoord. Zal kijken of ik er wat mee kan.
Nog een oplossing voor mij zou kunnen zijn om 2 hall sensoren te pakken en verschil tussen beide outputs versterken. Echter zou DC offset tussen deze twee hall sensoren roet in het eten kunnen gooien.

rbeckers

Overleden

Hoogdoorlaatfilter op 0,8Hz.
Iets in de buurt van een 5e orde Butterworth.
Een goede LCR meter heb je (o.a.) wel nodig.

Het signaal kan wel eens varieren van 1.5 tot 3.5V.... Zeg je.

Dat is OOK een AC signaal dus. Jij noemt het DC, maar er is geen verschil tussen "AC" en langzaam veranderende "DC".

De enige manier om AC van "langzaam veranderende DC" te ondersheiden is door een frequentie af te spreken en te zeggen, wat daaronder zit noem ik "langzame veranderende DC".

Wil je aleeen flanken, dan is inderdaad een comparator wel een handig tooltje. 10 µF en een 1M ohm weerstand, naar de - van de comparator, en het signaal direct naar de plus. Probleem is nu dat je circuit zeker minimaal rond de 50 seconden nodig heeft om zichzelf in te regelen na het opstarten. Om dat te voorkomen kan je een mosfet de 1M weerstand laten kortsluiten voor bijvoorbeeld de eerste seconde na het opstarten.

[edit] update: Ik zie nu dat je tussendoor hebt aangegeven dat het kantelpunt bij de 1Hz moet liggen. Dus kan de condensator iets kleiner. Doordat er een factor 200 tussen de AC spanningshoogte en de DC spanningshoogte zit, moet je rekenen op minimaal ln (200) = 5.3 * tijdconstante RC aan opstarttijd.

[Bericht gewijzigd door rew op dinsdag 12 maart 2013 13:41:17 (16%)

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

rew, je heb gelijk. Traagveranderd DC signaal is ook AC.

Bedankt voor al de feedback

Henk H.

Golden Member

Heb je het DC signaal ook zonder de AC die je eruit wilt halen?

Henk H, helaas niet.

Anders kon ik inderdaad wel makkelijk met een verschilversterk doen.

Grt,
Richard

DC "scheiden kan door een condensator in serie met je signaal te zetten. Dan met een opamp je AC (zonder DC nu dus) versterken, vervolgens met een tweede opamp (kan wellicht ook passief) het ingangsssignaal er weer bij optellen.
Als je "een signaal van 0,1Hz" beschrijft dan betekent dit dat een spanningsverloop van 10mV op je DC ten minste 20 seconde moet duren, anders zijn ze niet te onderscheiden. Immers zal een "snellere" variatie van je DC een grondfrequentie hebben die hoger dan 0,1Hz ligt.

[Bericht gewijzigd door roadrunner84 op dinsdag 12 maart 2013 15:32:11 (37%)

Meep! Meep!
Tidak Ada

Golden Member

Als je nu eens een optocoupler neemt en die middels een ofset op de gelijkspanning aansluit, dan kan je de variaties aan de andere kant gewoon direct versterken.
Of zie ik iets over het hoofd ?

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - †
rbeckers

Overleden

Ja. ;)

Het zijn twee AC signalen.

Edit:
10mV tussen 1Hz en 200Hz
1,5 tot 3,5V met ong. 0,02Hz

[Bericht gewijzigd door rbeckers op dinsdag 12 maart 2013 15:47:27 (42%)

Frederick E. Terman

Honourable Member

Twintig keer zo langzaam als 1Hz is 0,05Hz. :)

Belangrijker: is die 'langzame variatie' min of meer sinusvormig?
Want schakelen met 0,05Hz levert natuurlijk harmonischen op die heel wel in je signaal-frequentiebereik terecht kunnen komen.

Je filter kan analoog, maar dan moet je wel goede condensatoren weten te vinden. Je zou ook aan DSP kunnen denken. Het AC signaal is wel klein, zodat je liefst meer dan 8 bits zou gebruiken.

Hoogdoorlaatfilter op 0,8Hz.
Iets in de buurt van een 5e orde Butterworth.

Werkt perfect in de sim. :)

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Tidak Ada

Golden Member

@rbeckers :
Da's jammer...

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - †
rbeckers

Overleden

8 bit is te weinig.

@Radoyius
Hoe nauwkeurig moet de 10mV gemeten worden?

@FET
Geweldig! ;)

Arco

Special Member

Je kunt het signaal aan een comparator toevoeren. 'Kaal' aan de ene input, en via een RC vertraging aan de andere (referentie) input.
Je krijgt dan een blokgolf output van de gesuperponeerde spanning.

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
Frederick E. Terman

Honourable Member

Dat komt er op neer dat je de spanning over de weerstand bekijkt.

code:


     uit
  |       |
--+---R---+
          |
in        C
          |
----------+

Je hebt dus een enkelvoudig CR hoogdoorlaatfilter, en dat is lang niet genoeg.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Arco

Special Member

TS hoeft de spanning niet te weten, alleen een blokgolf voldoet.
Omdat de referentie vertraagd reageert, zullen input en output het signaal volgen en een blok afgeven volgens mij.
(Je moet wel wat experimenteren met de juiste RC waardes)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
Shiptronic

Overleden

Op 12 maart 2013 13:35:36 schreef rbeckers:
Hoogdoorlaatfilter op 0,8Hz.
Iets in de buurt van een 5e orde Butterworth.
Een goede LCR meter heb je (o.a.) wel nodig.

MAX280 ?? http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/73088/MAXIM/MAX280.htm…

[Bericht gewijzigd door Shiptronic op dinsdag 12 maart 2013 18:33:34 (13%)

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.
rbeckers

Overleden

@Arco
Een comparator meet ook spanning.

@Shiptronic
Of een Linear T. variant.

fred101

Golden Member

Wild idee: de stroom door een weerstand via een snelle ADC lezen en dan via een uP en DAC de DC component berekenen en maken. Dan hou je alleen pulsen over.

Maar softwarematig is dat misschien wel lastig ( geen verstand van) De software moet een stroom ( dus spannings ) minimum als start nemen ( detectie op een omslagpunt van laag naar hoog) en zodra de spanning stijgt, stuurt de uP een DAC aan die dit hooglaag verloop volgt en een versterkte versie geeft van alleen de spanningsverandering over de shunt. Dat lijkt me best haalbaar.

Probleem is waarschijnlijk dat alles wat er aan rootzooi opzit ook gezien wordt maar je software kan natuurlijk filteren. Bv steeds de gemiddelde stijgtijd en amplitude meten van de pulsen en wanneer de amplitude verandering bv veel sneller gaat of een veel grotere amplitude heeft dan negeert hij deze pulsen ( of geeft ze op een pc in een ander kleurtje weer als twijfelgeval)

Denk wel dat een hele grote condensator of filter makkelijker is.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs

Is het niet gemakkelijker om gewoon alles door FFT te gooien.
Je leest die spanning gewoon in met een vrij krachtige microcontroller met een ADC die snel genoeg is. Je onthoud 1024 of meer samples. Bereken de FFT daarvan. Wat je dan kan die zijn de eerste x bin van de FFT negeren omdat daar enkel maar DC inzit.

Tijdsdomein, 2Volt Bias, 20mV amplitude, 10Hz, 1ksps
http://i.imgur.com/IQHJVn4.png

Frequentie, DC niet er uitgefilterd
http://i.imgur.com/b9uz851.png

Frequentie, DC er uit
http://i.imgur.com/fuTcxI1.png

Hier zie je mooi die 10Hz er uit komen.