Есть задача сделать измерительный блок с цифровой индикацией параметров - переменное напряжение и ток.
АЦП и индикацию делает AVR. Для измеряемых сигналов достаточен выпрямитель среднего значения с дифференциальным входом.
После долгих поисков в сети не нашлось ничего кроме RMS конверторов от AD и LTS.
Упомянутые преобразователи не устраивают дороговизной, доставабельностью, отсутствием дифференциального съёма сигнала и проч.
Так-же не хочется (кажется таки придётся) делать на ОУ с рассыпухой, в этом случае решается конечно несложно, но лохмато.
Подскажите, кто в курсах, хоть какой-нибудь фирмовый вариант удовлетворяющий поставленным условиям (наподобие 157ДА1). К точности больших претензий не имею (устроит 1-2%), необходима мал-мальская линейность. Полоса до 100кГц. Желательно также возможность амплитудного выпрямления.

Нереально, если и найдете, то уж точно не достанете.

Честно говоря, то, что Вы написали, непонятно.
Может только мне? Вот, что такое, например, "выпрямитель среднего значения", да еще и с дифференциальным входом...? Опять же, если есть хорошая линейность (по какому параметру?), то как точность может быть плохой? А "амплитудное выпрямление" сразу уводит в ступор... Может только меня?

Меня тоже в ступор вводит необходимость правильной и понятной формулировки для того, чтобы буквоедам хоть что нибудь объяснить...
Если процитировать Гутникова - Выпрямители среднего значения обеспечивают получение постоянной составляющей выходного напряжения, пропорционального выпрямленного входного. Пояснения нужны?

http://www.radioscanner.ru/files/electronics/file5307/ Интегральная электроника в измерительных устройствах
Гутников В. С. 1980

А правильную и понятную формулировку дать... Вам трудно или лениво?
Это значит, чтобы Вас понять, нужно еще книжку Гутникова читать? Не очень-то это удобно.
А вы сами-то поняли, что написали? А Гутников?

Линейный детектор в широкой полосе до десятков MHz http://www.analog.com/en/other/militaryaer...ts/product.html. Дифференциальное включение можно додумать самостоятельно (см. стр. 16,17 http://www.dscc.dla.mil/Downloads/MilSpec/Smd/95597.pdf).

Вот прокомментируйте смысл словосочетания "выпрямитель среднего значения", пожалуйста...

Выпрямитель сам по себе, средневыпрямленное напряжение само по себе, чего не ясно?
Смысл в объединении двух смыслов.

Есть определение средневыпрямленного значения.
Его получают с помощью соответствующего измерительного преобразователя, называемого детектором средневыпрямленных значений. В простейшем случае в этот детектор как составная часть входит выпрямитель.

согласен, Гутникова в топку.
Однако выпрямитель таки на операх буду делать, раз ничего путнего не предвидится.

Не... Что-то Вы петляете... Вы другое писали... Почитайте свой первый пост... Я понимаю, что такое среднее значение (тоже могут быть варианты). А вот с его выпрямителем не знакома. Очень было ново и интересно. И про амплитудное выпрямление тоже интересно. И про линейность. И про измерительный выпрямитель...

С точки зрения реализации можно попытаться найти схемы вольтметров средневыпрямленного значения. В них часто используются ОУ с нелинейными обратными связями для линеаризации характеристики

Объясните мне русским языком, пожалуйста, что такое "средневыпрямленное значение".

Среднее и средневыпрямленное - не одно и то же, как ни объединяй...


А Гутников-то причём? Что мешает с его помощью построить на двух-трёх ОУ то, что требуется? Путнего - это чтобы и готового, и дешёвого, и дифференциального, и доставабельного...? так уж лучше сразу ключи от квартиры...

Ну некорректно вопрос сформулировал, зачем нападки.
Однако...




Нет так нет... Ключи от квартиры не нужны.

Без паники

Средневыпрямленное значение:

Вот статью нашел....
http://de.ifmo.ru/bk_netra/page.php?tutindex=36&index=13

Из русского языка здесь только две буковки: С.В.
Придирки не просто так - известно, что в правильно сформулированном вопросе содержится половина ответа. Как минимум...

Сначала надо определится с терминами. Уважаемый GAin привел формулу. Это определение. Следующий вопрос: какое устройство реализует этот алгоритм? Ответ уже был дан: детектор средневыпрямленных значений. Вопрос о реализации и достижении заданных параметров детектора - смысл топика. или я не прав? Вышеупомянутая терминология используется в электрорадиоизмерениях.

Что понимает под обсуждаемым термином автор статьи я не знаю.
Предлагаю придерживаться терминологии, принятой в измерениях, все-таки стандарты в основе

Дык впопыхах тему поднял имея под рукой книгу упомянутого Гутникова, отсюда и неправильная терминология. Там-же говорится о амлитудных выпрямителях (именно так названы разделы).
Среднее, я так понимаю - постоянная составляющая напряжения.
Им-же обычно называют средневыпрямленное (хотя понятия действительно разные).
Речь шла детекторе средневыпрямленных значений с дифф входом в однокристальном исполнении и mdmitry это нормально понял.
Если у ответившего человека есть желание помочь, всегда найдётся способ это сделать корректно.
А провоцировать я и сам умею...

Я думаю, что никто Вас не провоцировал и не думал об етом... Гутникова не знаю, не читал.
Сеня день, наверное такой - на др. форумах тоже, что ни тема то "драка".
По теме:
Похоже, что преобразователей средневыпрямленного значения напряжения в постоянное напряжение, на "одном кристале", никто не делает. Поэтому, придется складывать свое на ОУ. Но у вас есть еще одно желание - это чтоб тот же преобразователь работал как преобр. амплитудного значения напряжения в постоянное... Так может стоит остановиться на каком-то одном, если есть априорные знания о форме сигнала...

Стоит разделить: сначала дифференциальный усилитель, затем детектор.
Возможно, стоит разобраться еще с коэффициентами амплитуды и формы. Это полезно для сравнения значений напряжения гармонической и негармонической формы.

Для измерения синусоидального напряжения вопрос решил просто, пренебрегая нелинейностью моста при амплитуде измеряемого 100В. Номиналы резюков в обвязке дифф усилителя надо конечно увеличить раза в три, полватта на эскизе многовато будет...

Для сигнала тока буду делать амплитудный двухполупериодный детектор с компенсацией нелинейности диодов и дифф усилом на входе, форма трапецеидальная и в выпрямленном сигнале нужно заполнять провалы.

Термин весьма коряв, не спорю. Но вполне применим, поскольку другие не лучше.
Пожалуйста, сформулируйте, как надо именовать схему взятия среднего значения от модуля сигнала?

Таня, объясняю специально для Вас, поскольку Автор темы до сих пор не удосужился этого сделать.
Линейность, Таня, это есть величина, обратная макс. отклонению кривой измерений параметра, от прямой, аппроксимирующей методом наименьших квадратов эту кривую, выраженная в относительных единицах (процентах, например). Это понятно, или нужно доходчивее разжевать?
К точности измерений линейность не имеет прямого оношения.

Вообще-то, формулировка термина тоже отстойная. Детектор - по смыслу, это обнаружитель, так что определение, которую привели Вы, ничуть не лучше. Точную привёл я в начале поста, и, еслиб задавал вопрос, скорее всего, ей бы и воспользовался, по крайней мере, чтобы не давать повода ботам обвинять себя в непонимании вопроса.
Если не трудно, приведите ссылочку на стандарт, где дана такая формулировка, чтобы закрыть вопрос.

Давайте Вашу формулировку. Стандартную, и отличную от Гутникова.

Ну, вот с этого и не мешало бы начать. Предложите способ решения, схему, и т.д. А мы оценим.
А Гутников при том, что см. п. 7-1 его книги, ссылка на которую приведена. Если на то уж пошло, спорить по поводу терминологии нужно именно с ним, а не с автором темы.

"Дёшево" посоветовать трудно, поскольку есть много неизвестных.
Нужно знать динамический диапазон изменения сигнала и допустимую величину нелинейности.
Для нелинейности порядка 1% можно применить функциональные преобразователи. Но дешевле, чем у AD, решение вряд ли получится. Сейчас согласованная транзисторная пара , типа MAT-02, стоит дороже готового преобразователя...

Скажите, а чем термин "детектор (то есть, обнаружитель) средневыпрямленных значений" лучше термина "выпрямитель среднего значения"?
Возможно, есть какие-то стандарты на определения. Не читал, каюсь. Но, в этом случае, Вы должны привести такой стандарт, дабы не быть обвинённым в создании флуда.

Мне кажется, Вы не совсем правы.
Вопрос задан, пусть коряво, пусть некорректно и неполно.
Кто действительно хочет подмогнуть, может задать хотя бы наводящие вопросы.

Простите, но чем может помочь системе аналоговой обработки сигнала стоимостью в две копейки знание его формы?

ЗЫ. А-а, кажется, понял. Вы предлагаете просто масштабировать средневыпрямленное напряжение для оценки амплитудного...
Способ вряд ли можно назвать хорошим, особенно при наличии шумов и искажений формы...

А Вы все таки сфориулируйте, что именно Вам нужно детектировать и зачем.
Вот вдумайтесь.
Вот Вы пишите про линейность. Это можно разнообразно понимать. Линейности если Вы хотите усреднять модуль сигнала (тоже надо определиться, как усреднять) никак не получить в том смысле, что f(А+В) = f(A)+f(В), где A и B - произвольные сигналы, а f - Ваше преобразование. Поэтому если Ваш сигнал не чистая синусоида, какой смысл в таком детектировании? Какую информацию (с точностью 1%) можно таким образом извлечь? Мне непонятно.
Если в квадрат возвести, тогда получим сигнал, пропорциональный мощности... на резисторе.
Если же линейность Вы понимаете в смысле f(c*A)=c*f(A), где с - положительная константа, А -сигнал, то она Вам не нужна, так как отклонение от такой формулы можно компенсировать - у Вас же контроллер...
Про терминологию. Средневыпрямленное - это понятно - среднее от выпрямленного (правда уж не значения , а напряжения), но выпрямитель среднего... это совсем другое - сначала берем среднее, а потом выпрямляем. От того, что кто-то плохо знает(л) или коверкает(л) родной язык, яснее не становится...

Хлопці та дівчата, давайте переведем нашу розмову в конструктивне русло.
Задавайте конкретные вопросы - так будет быстрее...

По стопам Станислава:
Если "две копейки", то зачем мучаться - использовать обычный выпрямитель... потом, когда прибор будет готов, провети градуировку (забить в МК коэффициенты) и не мучаться.

К Гутникову (которого я таки скачаю и посмотрю) можно посмотреть Волша с Пэйтоном "Аналоговая электроника на операционных усилителях" (там есть преобразователи тока в напряжение и обратно; выпрямители и вроде с расчетными формулами) http://books.prometey.org/download/17739.html

+1
http://www.mai-trt.ru/docs/edu/met_uch_09.pdf



Что касается линейности, детектор принципиально нелинейное устройство. Поэтому можно говорить, например, о нелинейных искажениях или других погрешностях.

Почему же смысла нет? Ведь большая часть аналоговых и цифровых вольтметров и амперметров измеряют именно средневыпрямленное, хотя и отградуированы в значениях среднеквадратичного для синусоиды. И многие имеют приличные классы точности, до 0,01% и выше даже. На самом деле, если к синусоиде подмешать помеху относительно небольшой амплитуды и со спектром, нижняя частота которого много выше величины, обратной пост. времени усреднения, то эта помеха не сильно повлияет на результат. Поэтому приборы такого типа и живут до сих пор. А вот СКВ в данном случае может сильно наврать. Хотя он и честно померяет мощность.

2 Stanislav

Винокуров В.И., Каплин С.И., Петелин И.Г. Электрорадиоизмерения. М, ВШ, 1986. стр 178
Дворяшин Б.В. Метрология и радиоизмерения. М. Издательский центр "Академия", 2005. стр 213-216
Значения напряжений стр 201, 202.

Это термины радиоизмерений (о чем уже упомянал). Stanislav Вы оперируете терминами, принятами в области обработки сигналов.
Может тему в метрологию перенести?

2 Stanislav. До сего момента считал Вас более корректным человеком. Увы.

Вот про смысл-то и было интересно. Зачем это измерять? Если сигнал синусоидальный (сами делаем) потом проходит через нечто, а нам это нечто интересно, то совсем иначе нужно измерять. Если бы частота была фиксирована (типа - приемник). то тоже понятно. А что автор хотел от 0 до 100 килогерц измерять непонятно. Ведь не вольтметр же автор хотел... Опять же про синус автор не писал... Так бы сразу и написал, наверное.. А что имел в виду? Если не синус, то что получим? И зачем... Вот одни догадки... У всех разные. А кто виноват? Автор со своим невнятным вопросом.

Само собой, что ему надо было на самом деле одному богу известно.

Спасибо. Думаю, посмотреть стОит.

Вообще-то, в метрологии используются оба термина. Вот сейчас без труда нагуглил десяток ссылок по "выпрямителю среднего значения".
С точки зрения семантики, однако, "детектор средневыпрямленного значения" является полным нонсенсом: если уже есть средневыпрямленное напряжение, зачем нужно его детектировать?
"Выпрямитель среднего значения", с этой точки зрения, ничем не хуже. Просто "среднее значение" относится не к его входу, а к выходу. То есть, сначала выпрямляем, а результат потом усредняем и выдаём наружу. Конечно, есть двусмысленность, и это плохо.

Прошу прощения; вероятно, я переборщил. Но достали, честное слово. Я сам часто поправляю корявые, с моей точки зрения, формулировки, однако, по делу. Здесь же усматриваю попытку глупого "наезда", и совершенно не по делу. Вместо того, чтобы сходить по ссылке и почитать её, или хотя бы просто погуглить. Отсюда и резкость.

По теме.
В общем случае, простой выпрямитель+цифровая коррекция не годятся - её можно применять только для сигналов известной формы и частоты.
Поэтому, придётся, скорее всего, решать вопрос в аналоге.
Собственно, почему является проблемой сделать ДУ+двухполупериодный выпрямитель+ФНЧ, непонятно. Поэтому, я и просил уточнить условия.

Так и будет.

Так, автор сам себе все нашел...

То Stanislav
Про семантику.
Есть электрический сигнал. Который можно характеризовать средневыпрямленным значением напряжения (а можно СКЗ, а можно средним). Но нужно выделить это средневыпрямленное значение напряжения и преобразовать во что-то другое, удобное нам. Для этого и существует детектор (преобразователь) средневыпрямленного значения - он, как бы, ищет в сигнале его, сигнала, средневыпрямленное значение и преобразует к удобному нам виду, в данном случае в напряжение постоянного тока. Потому, это название можно считать верным.
А самое правильное название: преобразователь {подставляйте нименование электрической величины} в {подставляйте нименование другой электрической величины}.
Потому, даже проклятые империалисты пишуть, например "RMS to DC converter", что, в зависимости от физической величины, звучит: (возьмем ф.в. "напряжение") /преобразователь СКЗ напряжения в напряжение постоянного тока/

Обычно под (не)линейностью подразумевают (не)пропорциональную зависимость измеренного значения величины от истинного значения величины. В данном случае, это среднее модуля входного сигнала (кстати, почему именно напряжения, а, например, не тока)?

Наоборот. Как я уже и показал выше: сначала выпрямляем, а потом усредняем и выдаём. И порядок слов соответствует порядку действий.


Не совсем понял, что Вы хотели сказать.
Можно говорить, например, о линейности перемножителя в преобразователе частоты, хотя он суть - нелинейное устройство. Поскольку существенный параметр - комплексную амплитуду сигнала - он может передавать с малыми искажениями.
Так же и здесь: под линейностью детектора (или выпрямителя ) подразумевается пропорциональная зависимость его выходного параметра от истинной величины средневыпрямленного напряжения.

Глянул в ветку и, такое впечатление, что виновата во всем жара

Желаемое автором сабжа устройство не что иное как функциональный преобразователь
среднего значения сигнала с заданным спектром в пропорциональное ему постоянное значение.
Формула вычисления среднего была приведена выше.
Исходя из формулы и логики преобразования такой преобразователь состоит, как минимум, из принципиально необходимых двух частей (не вдаваясь в суть области преобразования - аналоговой или цифровой ):
- преобразователь разнополярного сигнала в однополярный ( нахождение абсолютного значения, взятие по модулю );
- осреднитель;

Варианты исполнения и той и другой частей могут быть самыми разными, что определяется прикладными особенностями реализации.

Для аналогового (и традиционного) исполнения такого преобразователя эти части состоят из диодного выпрямителя с применением ОУ + простейшего ФНЧ ( скользящее осреднение), параметры которого подобраны так, чтобы обеспечить заданный уровень пульсаций выходного сигнала на нижней рабочей частоте.

Первая часть ( абсолютизатор ) отвечает за линейность, которая ухудшается при малых уровнях сигнала.
Две части в целом отвечают за точность преобразования во всех смыслах.

И все.

В сообщении N36 указаны страницы, на которых приведены структурные схемы преобразователей (детекторов) средневыпрямленного значения. Автор топика может посмотреть и принять к сведению, как это делается идеалогически в измерительной аппаратуре.

Право слово, я уже привёл картинку одного преобразователя на рассыпухе, который устраивает при относительно больших уровнях измеряемого сигнала.
Дорабатываю и амплитудный для "малых" - негармонических.

Ну что поделать, раз специальных микрух для этого нет...
Изначально вопрос состоял только в этом.

Схема "ужасная", из разряда "дети, так делать не надо".

А вот схемка вообще без диодов:
http://www.platan.ru/shem/pdf/str10-14n.pdf

Чем-же? Неуж-то коэфф передачи? Это легко поправимо...

Модуля сигнала.

Это уж точно.


Похоже на то...

Я бы не советовал применять подобные схемы.
Потому, как ОУ из ограничения (насыщения) выбирается мучительно долго. А частота всё-таки не маленькая - 100 кГц.
Лучше, по-моему, обратиться к классике - тому же Гутникову, например...


Нелинейность большая. Из-за диодов.


Не знаю, может, Вы и правы. По мне - так всё-таки звучит криво.
Средневыпрямленное - это само по себе означает проведение неких действий (выпрямления и усреднения) над сигналом. А вот зачем его ещё и детектировать - не совсем понятно...
Впрочем, настаивать на своей точке зрения не буду. К обоим определениям у меня особых претензий нет, посколько они суть - термины.

Буду с этим мириться (малые уровни измеряемого не интересуют), ужос как нехочется ещё два ОУ ставить.

Ну вот, приехали...

Скажите, а сигнал симметричный относительно среднего значения?
Если да, сойдёт и однополупериодный выпрямитель.
В любом случае, 3 опера не нужны. Хватит и двух.

Таки да...
Вы правы, тем более быстрые диоды в мост - ещё подумать надо.

Тему почистил. Видимо действительно жара подействовала. Stanislav не нужно переходить на личности, тем более на грани оскорбления. Tanya, если автор темы не смог сформулировать понятного Вам определения, то предложите ему свое как вариант, или несколько вариантов на выбор, если есть двусмысленность. Поверьте, так дело пойдет быстрее и результативнее. pantelei4, а Вас я попрошу относиться с большим уважением к людям, которые заинтересовались Вашими проблемами и стараются Вам помочь.
Надеюсь на продолжение конструктивного диалога.