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Gleichrichter
Projektlabor SoSe 2014Projekt B Search-EGruppe 1 AudiosensorJulian Krakor
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Gliederung
● Gleichrichter
● Gleichrichter und Tiefpass
● Gleichrichtwert und RMS
● Demonstration
● Umsetzung
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Gleichrichter
● Umwandlung Wechselspannung in Gleichspannung
● Halbweggleichrichter (half-wave rectifier):Negative Halbwelle wird gesperrt
● Vollweggleichrichter (full-wave rectifier):Negative Halbwelle wird positiv
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Gleichrichter
Halbweggleichrichter
Eingang
Vollweggleichrichter
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Gleichrichter
Lässt sich zu jedem Zeitpunkt das stärkere zweier gleichgerichteter Signale ermitteln?
Zwei Signale (1 kHz) mit unterschiedlicher Amplitude und versetzter Phase
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Gleichrichter
Lässt sich zu jedem Zeitpunkt das stärkere zweier gleichgerichteter Signale ermitteln?
Zwei Signale (1 kHz) mit unterschiedlicher Amplitude und versetzter Phase
Gleichgerichtet
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Gleichrichter
Lässt sich zu jedem Zeitpunkt das stärkere zweier gleichgerichteter Signale ermitteln?
Zwei Signale (1 kHz) mit unterschiedlicher Amplitude und versetzter Phase
Gleichgerichtet
=> Komparator kann nicht in jedem Punkt das stärkere Signal (rot) bestimmen
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Gleichrichter
Lässt sich zu jedem Zeitpunkt das stärkere zweier gleichgerichteter Signale ermitteln?
Zwei Signale (1 kHz) mit unterschiedlicher Amplitude und versetzter Phase
Gleichgerichtet
=> Komparator kann nicht in jedem Punkt das stärkere Signal (rot) bestimmen
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Gleichrichter mit Tiefpass
Mit einem Tiefpass lassen sich die Oberschwingungen filtern
Zwei Signale mit unterschiedlicher Amplitude und versetzter Phase
Gleichgerichtet
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Gleichrichter mit Tiefpass
Mit einem Tiefpass lassen sich die Oberschwingungen filtern
Zwei Signale mit unterschiedlicher Amplitude und versetzter Phase
Gleichgerichtet und mit einem Tiefpassfilter 2. Ordnung mit Grenzfrequenz 5kHz
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Gleichrichter mit Tiefpass
Mit einem Tiefpass lassen sich die Oberschwingungen filtern
Zwei Signale mit unterschiedlicher Amplitude und versetzter Phase
Gleichgerichtet und mit einem Tiefpassfilter 2. Ordnung mit Grenzfrequenz 1kHz
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Gleichrichter mit Tiefpass
Mit einem Tiefpass lassen sich die Oberschwingungen filtern
Zwei Signale mit unterschiedlicher Amplitude und versetzter Phase
Gleichgerichtet und mit einem Tiefpassfilter 2. Ordnung mit Grenzfrequenz 500Hz
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Gleichrichter mit Tiefpass
● Eine gewisse Restwelligkeit (Ripple) bleibt immer erhalten
● Bisherige Grafiken zeigen den eingeschwungenen Zustand
● Je tiefer die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters, desto länger die Einschwingzeit
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Gleichrichter mit Tiefpass
Einschwingvorgang
Gleichgerichtet und mit einem Tiefpassfilter 2. Ordnung mit Grenzfrequenz 200Hz
Gleichgerichtet und mit einem Tiefpassfilter 2. Ordnung mit Grenzfrequenz 500Hz
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Gleichrichter mit Tiefpass
Einschwingvorgang
Gleichgerichtet und mit einem Tiefpassfilter 2. Ordnung mit Grenzfrequenz 50Hz
Gleichgerichtet und mit einem Tiefpassfilter 2. Ordnung mit Grenzfrequenz 200Hz
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● Vorgestelltes Verfahren entspricht der Definition des Gleichrichtwertes
● Definition des Effektivwertes
Gleichrichtwert und Effektivwert (RMS)
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● Formfaktor
● Bei gleicher Signalform ist der Formfaktor konstantz.B. bei Sinussignalen: 1,11
Gleichrichtwert und Effektivwert (RMS)
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Demonstration
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Umsetzung
● Effektivwert (RMS)- komplizierte Umsetzung (4+ OPVs)- fertige ICs erhältlich: AD737, AD8436, LTC1966
● Gleichrichtwert- eventuell Fehler durch unterschiedliche Signalformen (in unserem Fall vernachlässigbar)- leicht umsetzbar (2 OPVs)
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Umsetzung
Vergleich zwischen auf sinussignale kalibrierten Gleichrichtwertes und RMS Wert
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UmsetzungAnalog AD8436: RMS to DC Converter
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UmsetzungPrecision Full Wave Rectifier(http://sound.westhost.com/appnotes/an001.htm)
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UmsetzungVollweggleichrichter mit Tiefpass
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UmsetzungVollweggleichrichter mit Tiefpass
HalbweggleichrichterInvertierender Summenverstärker und Tiefpass
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UmsetzungSimulationEinschwingen bei einem Sinussignal von 1 kHz