Welche Opamp-Konfiguration ist zu wählen, um eine 1-kHz-Rechteckwelle mit einem darauf modulierten 1-MHz-Signal zu messen?

Ich habe eine 1-kHz-Rechteckwelle, von der ich die maximale und minimale Spannung messen möchte. Aber es ist sowohl in der Amplitude als auch im Arbeitszyklus asymmetrisch und hat ein 1-MHz-1-V-Signal. Die Eingangsimpedanz sollte > 100 kOhm sein und der Ausgang geht ohne Last in einen ADC.

Ich ging durch einige Theorie der Operationsverstärker. Verstehe den Halbwellengleichrichter, den Spitzenwertdetektor und den Tiefpassfilter erster Ordnung. Es scheint alles nützlich zu sein. Aber ich habe mich gefragt, wie man das am besten macht. Ich kenne die Einschaltdauer. Das sind feste Werte von 4 %, 50 % und 96 %. Die Amplitude beträgt entweder etwa -5 oder -10 auf der negativen Seite und etwa 5 oder 10 V auf der positiven Seite. Jede Spannungsänderung, die ich innerhalb von 10 Perioden (10 ms) erkennen möchte. Ich möchte besser als 100mV genau messen.

Das einzige, von dem ich weiß, dass es funktioniert, ist, einen Puffer mit Verstärkung 1, einer Diode und R und C zu erstellen, die sich auf den Durchschnitt der positiven Leistung einstellen. Und teilen Sie dann diese Spannung durch das (bekannte) Tastverhältnis. Aber der Spannungsabfall der Diode war weniger konstant als erwartet. Für den negativen Wert könnte ich etwas Ähnliches tun.

Aber ich bin mir ziemlich sicher, dass es einen eleganteren Weg gibt. Bevor Sie es wissen, funktioniert es, die 1 MHz im Gegenkopplungs-RC in Kombination mit der Diode des Spitzenwertdetektors loszuwerden. Danke!

Da Sie sagen, dass Sie sowieso in einen ADC gehen, warum manipulieren Sie nicht einfach den Operationsverstärker (oder sogar die ihm vorangehenden passiven Verstärker), um die 1 MHz solide abzulehnen und eine Pufferung bereitzustellen, um die Eingangsimpedanz des ADC zu treiben, und sortieren Sie dann die eigentliche Messung der gewünschten Signalaspekte in Software ausführen?
Ich versuche tatsächlich, die MCU zu entlasten. So dass ich jederzeit ein korrektes Maß erheben kann

Antworten (1)

Sie könnten einen Tiefpassfilter mit einer Ecke von beispielsweise 30 kHz aufrüsten und 24 dB des 1-MHz-Signals übernehmen. Fügen Sie eine weitere Stange hinzu, wenn das nicht gut genug ist. Die 1-kHz-Wellenform sollte relativ unbeeinflusst bleiben und kann direkt gemessen werden.

Ich habe mich gefragt, was das mit der Rechteckwelle machen würde. Das hat ziemlich viele Obertöne, richtig? Außerdem: Welchen Mechanismus verwenden? Peak-Detektor oder versuchen, durch Arbeitszyklus zu integrieren und zu dividieren.
Mit einer Bandbreite von 30 KHz können Sie etwa die ersten 14 ungeraden Harmonischen beibehalten, die Ihre Rechteckwelle ziemlich genau replizieren sollten. Sie können es nach oben verschieben, wenn Sie mehr wollen.
Großartig! Und dann die Millionen-Dollar-Frage, die ich habe: Kann ich den Spitzendetektor und den Tiefpassfilter in einem kombinieren?
Dies scheint sowohl die Tiefpass- als auch die Spitzenerkennung zu ermöglichen: electronic.stackexchange.com/questions/452622/… , Könnte die Diode am Ausgang IN der Rückkopplungsschleife sein und zwei Dioden am Eingang beseitigen?