Hallo, und zwar will ich einen ganz simplen Integrierer bauen, der mir ein Sinus Signal mit Amplitude 2V und Frequenz 10 Hz integriert. Schaltung siehe Anhang. Es kommt auch ein schöner Cosinus mit der Verstärkung 1 heraus, aber was meine Frage ist, warum liegt der Cosinus auf der oberen Grenze des OPV´s? Was kann man dagegen tun das das Ausgangssignal schön auf der Nulllinie ist? (Für weitere Anwendungszwecke muss es nämlich dort sein). Ich hoffe mir kann jemand hiermit weiter helfen. Schon mal danke im Vorraus. :)
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>Es kommt auch ein schöner Cosinus mit der Verstärkung 1 heraus, aber was >meine Frage ist, warum liegt der Cosinus auf der oberen Grenze des >OPV´s? Weil bei einem reinen Integrierer kein Gleichspannungspfad in der Gegenkopplung liegt. Der Ausgang floated also sozusagen bei irgendeinem Wert. >Was kann man dagegen tun das das Ausgangssignal schön auf der Nulllinie >ist? Hochohmigen R parallel zu C schalten. Das bringt dann aber einen kleinen P-Anteil mit rein. Man könnte aber sicherlich auch den Ausgang auf einen zweiten Integrator mit deutlich höherer Zeitkonstante (damit nur der Gleichanteil durchgeht) geben, und dessen Ausgang (über eine R) wieder auf den Eingang gegenkoppeln lassen)
> Was kann man dagegen tun das das Ausgangssignal schön auf der Nulllinie ist? Da gibt es bestimmt in einem Menu mit den Einstellungen für die Transientanalyse ein Feld "Skip initial operating point" oder so ähnlich. Das solltets du mal zum Test wählen. Hab mal mit Google gesucht. http://digital.ni.com/public.nsf/allkb/4B99B2CD6C0C3B6A86257205005D58E0?OpenDocument Das könnte passen: Select Simulation » Interactive Simulation Settings Under Initial conditions select Set to zero Click the OK button
>Da gibt es bestimmt in einem Menu mit den Einstellungen für die >Transientanalyse ein Feld "Skip initial operating point" oder so >ähnlich. Das solltets du mal zum Test wählen. Solange man weis, wie man die Ergebnisse dann interpretieren muß, ist das ja kein Problem. Mit der Realität hat das dann aber nichts zu tun.
ja das mit dem Widerstand parallel zum Kondensator hab ich auch schon gemacht mal, aber dann braucht das Ausgangssignal eine gewisse Zeit bis es sich "Eingeschwungen" hat. aber ich brauch mein integriertes Ausgangssignal sofort, und nicht erst nach "50ms" für weiter Anwendungen....
Florian K. schrieb: > aber ich brauch mein integriertes Ausgangssignal sofort, und nicht erst > nach "50ms" für weiter Anwendungen.... Das geht schon rein mathematisch nicht, das Integral ist eben unbestimmt bezüglich einer additiven Konstante. Einzige Lösung: den Integrationskondensator mit einem Schalter entladen und dann die Integration starten - dann startet sie mit dem Wert 0 und driftet davon langsam weg, das geht also auch nur begrenzte Zeit, abhängig z.B. von der Offsetspannung des OPVs. Ein Widerstand parallel zum Kondensator führt je nach Wert zu einer sehr langsamen Reaktion oder zu einem deutlichen Fehler, wie du ja gesehen hast. Da es keine idealen Bauteile gibt, wird immer was integriert und langfristig ist das Integral beliebig gross bzw. der OPV am Anschlag, das ist eben so. Georg
In einer realen Schaltung macht man paralell zum Kondensator einen Analogschalter. Damit wird bei Bedarf der Kondensator kurzgeschlossen (entleert). Wie man sieht ist die Lösung recht einfach. Auch das parallel schalten eines hochohmigen Widerstandes ist in manchen Anwendungen eine Lösung.
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Florian K. schrieb: > ja das mit dem Widerstand parallel zum Kondensator hab ich auch schon > gemacht mal, aber dann braucht das Ausgangssignal eine gewisse Zeit bis > es sich "Eingeschwungen" hat. > aber ich brauch mein integriertes Ausgangssignal sofort, und nicht erst > nach "50ms" für weiter Anwendungen.... Dazu müsste die Schaltung in der Lage sein, aus einem einzelnen Eingangsspannungswert den zugehörigen Ausgangsspannungwert zu ermitteln. Das geht aber schon rein rechnerisch nicht, nicht einmal dann, wenn Frequenz und Amplitude des Eingangssignal vorab bekannt sind. Kennst du die Phase des Eingangssignals? Dann wäre mehr möglich.
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naja und um vlt ein bisschen weiter aus zu holen, und zwar hab ich die Aufgabenstellung die Beschleunigung auf den kopf zu messen/simulieren die Auftritt wenn man über eine Bodenwelle fährt mit dem auto (2 Feder-Dämper systeme) Im Anhang seht ihr die Matlab-Simulink schaltung und ein Weg diagramm. und genau für diese Schaltung brauch ich insgesammt 4 integrierer und 2 summierer da ich 4 Gleichungsysteme 1. Ordnung habe. die Anregung (Bodenwelle) wird durch "EINE" Sinuns Halbwelle mit 10Hz und einer Amplitude von 1V simuliert. habe jetzt auch einen Integrierer aufgebaut am Steckbrett und die Ausgangsspannung driftet mir weg. meine frage, driftet die Spannung durch die Offsetspannung weg? oder da kein Gleichstrompfad in der Schaltung vorhanden sind? Hoffe ihr könnt mir noch ein paar Tricks und Tipps geben :) liebe grüße floo
Florian K. schrieb: > nd zwar hab ich die Aufgabenstellung die Beschleunigung auf den kopf zu > messen/simulieren die Auftritt wenn man über eine Bodenwelle fährt mit > dem auto (2 Feder-Dämper systeme) > Im Anhang seht ihr die Matlab-Simulink schaltung und ein Weg diagramm. > > und genau für diese Schaltung brauch ich insgesammt 4 integrierer und 2 > summierer da ich 4 Gleichungsysteme 1. Ordnung habe. Analogrechner hatte man in den 60igern und 70igern. Spätestens seit dem Aufkommen der Mikrocontroller nimmt man für sowas einen Rechner und Software.
Florian K. schrieb: > und zwar hab ich die Aufgabenstellung die Beschleunigung auf den kopf zu > messen/simulieren die Auftritt wenn man über eine Bodenwelle fährt mit > dem auto (2 Feder-Dämper systeme) Auf der Straße oder in einem definierten Messaufbau. Bei einem definierten Messaufbau hättest du die Möglichkeit, den Integrator bis kurz vor dem Überfahren der Bodenwelle zu "Nullen" (durch den zuvor beschriebenen Schalter im Rückkoppelpfad) und so die richtige Startbedingung zu haben. Florian K. schrieb: > habe jetzt auch einen Integrierer aufgebaut am Steckbrett und die > Ausgangsspannung driftet mir weg. meine frage, driftet die Spannung > durch die Offsetspannung weg? oder da kein Gleichstrompfad in der > Schaltung vorhanden sind? > > Hoffe ihr könnt mir noch ein paar Tricks und Tipps geben :) Der erste Tipp: wenn du Tipps zu bestimmten Schaltungsproblemen willst, dann zeige auch die konkrete Schaltung. Weder in deinem Simulink-Setup noch in der Simu im Eröffnungsthread kann man erkennen, ob dein Steckbrettaufbau einen Gleichstrompfad hat oder nicht. Sowohl die Offsetspannung als auch ein eventuell fehlender Gleichstrompfad führen zum Wegdriften des Integratorausgangs. Wobei die Offsetspannung ein unvermeidlicher Dreckeffekt ist. Du kannst nur schauen, dass deren Einfluss klein genug bleibt, so dass er die Messung nicht stört. Wenn du den Integrator bis kurz vor Eintreffen der Bodenwelle nullen kannst, ist das leicht zu erreichen. Ansonsten hilft der hochohmige Rückkoppelwiderstand parallel zum Integrationskondensator, der dafür sorgt, dass der Ausgang nur "ein Stück weit" wegdriftet (Offset mal Spannungsverstärkung). Demgegenüber würde ich einen fehlenden Gleichstrompfad als echten Fehler im Schaltungsaufbau betrachten, den du korrigieren solltest. Wenn dein Beschleunigungssensor keinen Gleichstrompfad anbietet (Piezo-Sensor?), dann kannst du den Gleichstrompfad durch einen hochohmigen Widerstand gegen Masse realisiseren.
Florian K. schrieb: > ja, aber es ist die Aufgabenstellung für einen Analogrechner.... Seltsame Aufgabe. Dann musst du halt Integrierer haben bei denen du die Anfangsbedingung vorgeben kannst. Habe ich mal ganz früher gesehen, da gab es dann einen 10-Gang Poti bei dem man die Anfangsbedingung vorgeben konnte. Dann muss man einen Triggerpunkt ermitteln (Erster Stoß) der die Schaltung von dem Anfangszustand in den Rechenzustand umschaltet. Du könntest mal nach "analog integrator mit Anfangsbedingung" suchen.
ja ist auch ein seltsamer Prof. von dem das Projekt kommt meine Anfangsbedinung wäre eh NULL um es nämlich einfacher zu halten
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