Gibt es eine einfache Schaltung, die (min + max) / 2 eines als Eingang gegebenen unsymmetrischen Signals ausgibt?

Ich habe ein digitales Single-Ended-Signal, das zufällig zwischen +400 mV (logisch „1“) und 0 V (logisch „0“) variiert. Ich suche nach einer Schaltung, um den DC-Wert zu berechnen, der dem Durchschnitt zwischen dem Maximalwert des Signals (400 mV) und dem Minimalwert des Signals (0 V) entspricht. Also in diesem Fall 200mV. Bitte beachten Sie, dass dies nicht unbedingt dem Mittelwert des Signals entspricht, denn bei einer Folge aufeinanderfolgender „1“ ist der Mittelwert größer als 200mV und bei einer Folge aufeinanderfolgender „0“ ist der Mittelwert kleiner als 200mV. Ich suche nach einer einfachen Schaltung, die ständig 200 mV ausgibt.

Ist das möglich ?

Meine Schaltung muss so wenig wie möglich verbrauchen, daher würde ich es vorziehen, sie nur mit passiven Komponenten zu implementieren ...

Ich weiß nicht, ob dies möglich ist. Hast du eine Idee ?

Klingt nach Tiefpassfilter. Stellen Sie die Eckfrequenz so ein, dass sie mehrere (vielleicht Hunderte) Impulse abtastet.
Dies müsste mit Logik geschehen. Stellen Sie sich vor, Sie erhalten eine 6 Sekunden lange Folge von Nullen - Sie haben keine Eingabe. Warum ist das für Sie von Wert? Warum nicht eine Referenzspannungsversorgung von 0,2 Volt verwenden?
Wenn sowohl das Maximum als auch das Minimum der Schaltung bekannt sind und das gewünschte Signal der Median ist, gibt es dafür keine leistungsschwächere Methode als die Einrichtung einer Referenz.
Wozu brauchst du das? Hast du woanders +400 mV? Können Sie einen einfachen Spannungsteiler verwenden, um 200 mV zu erhalten?
Es tut mir leid, dass ich nicht so sicher bin, ob ich Ihr Problem genau verstehe. Aber wenn Sie nur eine einfache Quelle von 200 mV herstellen müssen, können Sie sie meiner Meinung nach leicht anpassen, indem Sie eine höhere Spannung von einer beliebigen Quelle mit genau konstantem Gleichstrom durch einen Widerstand (in Reihe) nehmen und dann die Spannung verringern und anpassen um ein variabler Widerstand parallel.
@GeorgeHerold Wenn das Signal nicht symmetrisch ist (z. B. min. 99% der Zeit und max. 1% der Zeit), erzeugt ein einfacher Tiefpassfilter nicht (min + max) / 2.
@NickAlexeev, oops, du hast recht. mein Fehler. Ich habe es falsch gelesen. Also so etwas wie Andys Peak-Detektor.

Antworten (2)

Wie in den Kommentaren angedeutet wurde, muss sich jede durchgeführte Spitzenmessung darauf verlassen, dass analoge Werte auf einem Kondensator gehalten werden, wenn über einen längeren Zeitraum ein digitales 1- oder Nullereignis auftritt, und nein, es gibt keine Möglichkeit, dies passiv zu erreichen.

Ich habe dies zuvor getan, indem ich "Spitzendetektoren" (einen Operationsverstärker mit Diode und Kondensator) zum "Speichern" der positivsten Spannung und der negativsten Spannung verwendet habe - es werden zwei Spitzendetektorschaltungen benötigt. Außerdem ist eine geringfügige Tiefpassfilterung des Rohsignals erforderlich, um zu verhindern, dass Rauschspitzen eine zu große Genauigkeitsgrenze verursachen. Hier ist die allgemeine Idee zum Erkennen der positivsten Spitze des Signals: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Für meine Anwendung musste der Detektor mit sehr hohen Geschwindigkeiten ausgeführt werden, da ich versuchte, eine spezielle Schaltung zum Erkennen und Auflösen beschädigter Hochgeschwindigkeitsdaten zu implementieren. Ich habe einen MAX999-Komparator für jede Spitzenerkennungsschaltung verwendet.

Wenn Ihre Datenrate bescheiden ist, wäre es besser, einen Mikroprozessor und einen ADC zu verwenden und die Pegel tatsächlich zu messen.

Die Erzeugung einer dritten Spannung (oder Zahl), die der Mittelwert der beiden Pegel ist, ist im Vergleich natürlich trivial.

Hier ist ein etwas anderer Ansatz-

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Immer wenn das Eingangssignal die Referenz (als 200 mV angezeigt) überschreitet, wird angenommen, dass der Eingang „hoch“ ist, und der Kondensator C2 lädt oder entlädt sich auf die Hälfte des Eingangssignals mit einer Zeitkonstante von 5 ms über den CMOS-Schalter HC4066. U1B fungiert als Puffer. Wenn U1 ein CMOS-Operationsverstärker ist, kann der Droop sehr niedrig gehalten werden, selbst wenn viele Nullen hintereinander stehen. U1A als Komparator muss viel schneller schalten als die Zeitkonstante von C2*(R3||R4), sonst leidet die Genauigkeit.

Gibt es eine einfache Schaltung, die (min + max) / 2 eines als Eingang gegebenen unsymmetrischen Signals ausgibt?
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