DC-Offset entfernen und gleichrichten

Ich verwende den Hall-Effekt-Stromsensor ACS712, um das Vorhandensein von Strom in der Stromleitung eines entfernten Geräts zu erkennen. Ich brauche keinen genauen Stromwert, sondern möchte nur wissen, ob er über einem bestimmten Schwellenwert liegt (in meinem Fall 0,2 A). 50 Hz 0,2 A Wechselstrom führt zu einem 50 Hz 37 mV Wechselspannungssignal mit +2,5 V Offset. Ich plane, einen gleichgerichteten und geglätteten Ausgang einem Komparator zuzuführen, damit er einen Mikrocontroller auslösen kann, wenn er über dem Schwellenwert liegt.

Ich habe versucht, den Schaltplan aus dem Datenblatt des IC zu kopieren, aber es scheint im Simulator nicht das zu tun, was ich will. Egal, was ich mit der Spannungsquelle mache, der Ausgang am oberen Schenkel des Kondensators scheint bei 2,5 V zu bleiben. Was mache ich hier falsch?

Schema aus Datenblatt Schaltplan im Simulator Ausgang

Ich habe ein wenig mit dem Schaltplan gespielt und sieht jetzt viel vielversprechender aus! Es gibt mir immer noch nur 10 mV Erkennungsspielraum an der Schwelle, aber es ist besser als nichts!

aktualisierter Schaltplan Ausgabeplot

Eine Alternative zum Hinzufügen eines Widerstands zum Entladen von C4 besteht darin, die Spannung an C4 (z. B. mit einem MOSFET kurz gegen Masse) nach einem Lesen vom A/D-Wandler zurückzusetzen.

Antworten (1)

Ihre Simulation verwendet ideale Komponenten.

C4 hat keine Leckage und könnte Millionen Jahre lang aufgeladen bleiben. Gleiches gilt für D1, das keinen Sperrstrom hat. Schauen Sie sich Ihre vereinfachten Schaltpläne an, es gibt keinen Weg für den Strom, um C4 zu entladen. D1 ist ideal und es kann kein Strom rückwärts hineinfließen.

In der realen Welt wird die Diode sehr leicht rückwärts leiten, C4 würde Leckage haben. Ihr A/D-Wandler würde auch einen gewissen Leckstrom haben. Und am Ende fällt Ihre Ausgangsspannung ab, wenn die Spannung vor der Diode abfällt.

Das Problem bei diesem Design besteht darin, dass die Entladungsrate von C4 in der realen Welt von parasitären Effekten abhängt. Ich meine, dass es das nicht ideale, normalerweise unerwünschte Verhalten der Komponenten ist, das die Entladerate von C4 definiert. Beispielsweise ist der Leckstrom C4 wahrscheinlich keine gut kontrollierte Eigenschaft dieses Kondensators. Wie wird es sich im Laufe der Zeit entwickeln. Temperaturabhängigkeit? Wie schnell sich C4 entlädt, wird hier also nicht sehr gut kontrolliert und kann sich mit der Alterung Ihrer Schaltung ändern. Diese Zeit ist wahrscheinlich entscheidend für Ihre Anwendung. Aber das ist Ihre Definition.

Es wäre besser anzugeben, wie schnell sich C4 im Laufe der Zeit entladen soll, und als zu berechnen, welchen Wert ein Widerstand parallel zu C4 hat, der ihn mit der gewünschten Rate entlädt. Stellen Sie nur sicher, dass die Wirkung des Widerstands mindestens eine Größenordnung stärker ist als der schlechteste gegossene Leckstrom. Auf diese Weise können Sie die Wirkung der Leckage vernachlässigen, die zu klein ist, um eine wahrnehmbare Wirkung zu haben.

DC-Offset entfernen und gleichrichten
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