Anzeige für 2,83 Volt

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Spatz
Inventar

#1 erstellt: 13. Nov 2006, 01:00

Guten Abend allerseits,

bei akustischen Messungen wird als Richtwert immer eine Eingangsspannung von 2,83 (Wurzel aus 8 ) Volt verwendet. Da diese sich aber nur mit einem teuren TrueRMS-Multimeter direkt am Verstärker messen lässt, bin ich auf der Suche nach einer günstigen Schaltungsalternative.

Mit meinem mangelnden elektronischem Wissen ist mir dabei folgende Möglichkeit eingefallen:

Von der Quelle kommt ein Rechtecksignal von sagen wir mal 100 Hz. Dieses wird in einem Gleichrichter aus 4 Dioden gleichgerichtet. Nun sollten wir annähernd eine Gleichspannung mit dem Wert der Ausgangsspannung haben (natürlich mit kleinen Spitzen, aber die kann man hier vernachlässigen). Stimmt das soweit?

Dann kommt diese "Gleichspannung" durch eine Zenerdiode (2.7 Volt, 1,3 Watt) und eine antiseriell geschaltete LED. Wenn die Durchbruchsspannung erreicht ist leuchtet die LED.

Klappt das soweit? Kann man den Wert der Z-Diode noch irgendwie verfeinern, so dass man den 2.83 V noch näher kommt?

MfG,

Spatz

pelmazo
Hat sich gelöscht

#2 erstellt: 14. Nov 2006, 01:15

Ob Du ein TrueRMS-Multimeter brauchst oder nicht hängt von der Kurvenform des Signals ab, das Du versuchst anzuzeigen. Wenn Du ein einfaches Sinus-Signal nimmst, dann reicht auch ein normales Wechselspannungs-Multimeter, falls es die Sinus-Frequenz, die Du benutzt, auch genau genug verarbeiten kann (technische Daten studieren!). Die billigsten Geräte sind auf die Netzfrequenz optimiert, also da kannst Du bloß bei 50Hz halbwegs genaue Ergebnisse erwarten.

TrueRMS braucht man, um den Effektivwert eines beliebigen Signals zu messen, also z.B. ein Musiksignal oder Rauschen. Und wenn Du den genau genug messen willst nutzt die von Dir anvisierte Methode überhaupt nichts.

Wenn es also ok ist, einen 50Hz-Sinus zur Messung zu verwenden, dann kannst Du auch normale Multimeter nehmen (Blick auf die spezifizierte Meßgenauigkeit nehmen!). Viele Geräte sind auch bei anderen Frequenzen im Audiobereich noch tauglich (Blick in die technischen Daten nehmen!).

Zweck0r
Moderator

#3 erstellt: 16. Nov 2006, 01:00

Hi,

ich hätte da wohl eine Idee für eine einfache Effektivwertanzeige mit LED, die Genauigkeit kann ich aber nicht abschätzen, das müsstest Du selbst ausprobieren.

Als RMS-Wandler würde ich eine Fahrrad- oder Taschenlampenbirne nehmen und die mit einem LDR oder Fototransistor zusammen lichtdicht verpacken. Den LDR baust Du dann in einen Komparator ein.

Ohne Operationsverstärker oder Transistoren wirst Du wohl nicht auskommen. Das mit der Zenerdiode funktioniert schon deshalb nicht, weil an der LED selbst schon >1,5 V abfallen. Die Spannung könntest Du zwar z.B. mit einer LED und zwei Si-Dioden in Reihe ungefähr hinbekommen, dann bleibt aber noch der Haken, das das Ding ohne Vorwiderstand schon bei geringer Überspannung hinüber wäre. Also: Komparator mit genau definierter und einstellbarer Einschaltschwelle und die LED am Ausgang nur mit dem üblichen Vorwiderstand.

Grüße,

Zweck

Spatz
Inventar

#4 erstellt: 16. Nov 2006, 01:22

Hmm, bin im Punkt Elektronik ein ziemlicher Laie...

Deswegen: LDR???
Komparator???

Hast du vielleicht einen Schaltplan (Löten kann ich...

)

€: Oder könnte man die Spannung nicht irgendwie über den Stromfluss bei einem bekannten Widerstand rausfinden?

[Beitrag von Spatz am 16. Nov 2006, 01:33 bearbeitet]

Zweck0r
Moderator

#5 erstellt: 16. Nov 2006, 01:53

LDR = Lichtempfindlicher Widerstand

Schaltung könnte ungefähr so aussehen:

Einstellen würde ich es so: 2,83 V Gleichspannung an die Lampe und dann das Trimmpoti so einstellen, dass die LED gerade leuchtet. Wert hängt vom LDR ab, 10 kOhm für den Anfang. Das Trimmpoti nicht bis 0 Ohm herunterdrehen ! Das könnte der LDR übelnehmen. Zu niederohmig sollte das ganze nicht werden, notfalls muss man noch den unteren 10 kOhm-Widerstand vergrößern.

Aber wie gesagt: ungetestet aus den Fingern gesogen, keine Ahnung, ob das so richtig funktioniert. Bei der Lampe würde ich vorher mit einem Ohmmeter messen, ob der Widerstand in kaltem Zustand auch nicht unter 4 Ohm geht.

Grüße,

Zweck

Spatz
Inventar

#6 erstellt: 17. Nov 2006, 16:38

Soderla, ich habe die Bauteile jetzt mal gekauft. Allerdings gibt es noch ein Problem: Wie ist die Pinbelegung des TL081? Welcher Draht muss wohin?

-3dB
Stammgast

#7 erstellt: 17. Nov 2006, 17:12

Google: "TL081"

Gruß Wilhelm

Spatz
Inventar

#8 erstellt: 17. Nov 2006, 17:19

Okay, das hat sich jetzt auch erledigt. Ein Datenblatt vom TL081 hatte ich auch schon, nur die Pinbelegungen waren mir ein bisschen fremd... Naja, jetzt passt alles!

Allerdings hab ich inzwischen rausgefunden, dass mein LS-Messsystem auch TrueRMS-Messungen zulässt. Ich hab jetzt aber trotzdem mal die Bauteile gekauft, um mal diese Lösung und die richtige Messung zu vergleichen. Diese Schaltung könnte ja vll noch einigen anderen helfen...
Danke nochmal, Zweck!

Darf ich diese Schaltung, wenn sie funktioniert, eventuell im Messtechnik-Forum posten?

MfG,

Spatz

Zweck0r
Moderator

#9 erstellt: 18. Nov 2006, 01:17

Es ist wohl das einfachste, wenn ich diesen Thread dann in die Messtechnik verschiebe. Viel Erfolg beim Bauen

Grüße,

Zweck

Spatz
Inventar

#10 erstellt: 18. Nov 2006, 14:32

Okay, aufgebaut ist die Schaltung, allerdings leuchtet die LED immer, auch wenn gar keine Spannung am Eingang anliegt. Löttechnisch stimmt alles... Woran kann das liegen?

Fehlt evtl noch eine Z-Diode?

Zweck0r
Moderator

#11 erstellt: 18. Nov 2006, 15:39

Eine Z-Diode ist nicht notwendig, weil zwei rein ohmsche Spannungsteiler verglichen werden. Die anliegende Spannung wirkt sich dann nicht auf den Einschaltpunkt aus.

Hast Du schon den LDR mit dem Ohmmeter durchgemessen, mit und ohne Beleuchtung ?

Und die Spannung zwischen den beiden Spannungsteilern ? Also zwischen nichtinvertierendem (+) und invertierendem Eingang (-) des OP. Die sollte bei unbeleuchtetem LDR negativ sein.

Grüße,

Zweck

Spatz
Inventar

#12 erstellt: 20. Nov 2006, 00:46

Hmm, ich hab mal alles durchgemessen: Der LDR bewegt sich zw. 20 kOhm (unbeleuchtet) und 5 kOhm (beleuchtet). Zwischen den Pins 2 (plus) und 3 (minus) liegt eine Spannung von -2,2 Volt an. Stimmt das so?

Die Lampe ist eine kleine Glühbirne, die schon eher aussieht wie eine LED (aber kein ist) Innenwiderstand ca. 8 Ohm. Die Lampe habe ich mit dem LDR in ein Stück Schrumpfschlauch gelegt und dann erhitzt (aber nicht zu heiss). Lichtdicht ist das ganze.

Vll sind die Widerstände in meinem Fall falschdimensioniert?

Zweck0r
Moderator

#13 erstellt: 20. Nov 2006, 06:54

Bei 5 kOhm beleuchtet passt ein Trimmpoti mit 10 kOhm perfekt. Dann müsste die Differenzspannung eigentlich ungefähr bei Mittelstellung vorzeichenwechselnderweise über 0 gehen.

Wenn nicht, miß beide Spannungen gegen Masse. Ist die Differenzspannung ok und die LED bleibt trotzdem immer an, miß die Ausgangsspannung des OP beim Verdrehen des Trimmpotis.

Grüße,

Zweck

p.s. auf dem Datenblatt, das ich hier habe, ist Pin 2 - und Pin 3 +

Spatz
Inventar

#14 erstellt: 21. Nov 2006, 00:50

Jetzt kommt das lustige: Die LED leuchtet auch auf, wenn nur die Pins 5-8 des TL081 in der Halterung hängen. Ist das normal?

Spatz
Inventar

#15 erstellt: 23. Nov 2006, 01:52

Aaaaalso: Mit einem Freund, der E-Technik studiert, sind wir inzwischen zu folgendem Schluss gekommen: Der TL081 braucht zum Verstärken einer postiven Spannung auch nur ein positives Potential, deswegen verstärkt er auch, wenn nur VCC+ angeschlossen ist. Anscheinend liegt, wenn invertierter und nicht invertierter Eingang frei in der Luft hängen trotzdem ein winziges Potential (z.B. elktromagnetische Wellen in der Luft) an. Dieses wird durch den OpAmp verstärkt und zw. Ausgang und Minus-Pol der Batterie liegt eine Spannung an. Die LED leuchtet, weil der Vorwiderstand nicht groß genug ist.

Ist das ein akzeptable Erklärung?

MfG,

Spatz

[Beitrag von Spatz am 23. Nov 2006, 02:15 bearbeitet]

Zweck0r
Moderator

#16 erstellt: 23. Nov 2006, 03:10

Wenn die negative Betriebsspannung nicht angeschlossen ist, kann der OP nicht richtig verstärken. Der Strom bahnt sich wahrscheinlich nur irgendwie seinen Weg durch die BE- und BC-Dioden der Transistoren. Kann sogar sein, dass das dem OP schadet, weil BE-Dioden in Sperrichtung nur wenig Spannung vertragen.

Grüße,

Zweck

Spatz
Inventar

#17 erstellt: 23. Nov 2006, 03:11

Aber wie kommt das dann zustande?

Zweck0r
Moderator

#18 erstellt: 23. Nov 2006, 03:17

Die leuchtet doch dann immer, oder nicht ? Im Datenblatt gibt es einen Schaltplan vom Innenaufbau, da könntest Du nachverfolgen, ob es einen Weg direkt von Plus bis zum Ausgang gibt über diverse BE/BC-Dioden, oder ob durch die fehlende Masseverbindung Transistoren leiten, die sonst gesperrt sind.

Grüße,

Zweck