Howto RMS-to-DC-Converter

RudiS

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Der Elektroniker sieht sich dann und wann vor die Aufgabe gestellt, Wechselspannung messen zu müssen.

Aber nicht jeder hat ein (digitales) Messgerät, das den RMS-Wert misst. Ein neues will man sich vielleicht auch nicht gern kaufen,
Schaltpläne für ein Vorsatzgerät gibt es genug.
Wenn da nicht das Problem wäre, sich ein RMS-to-DC-Converter IC zu beschaffen!

Noch einigermassen preisgerecht ist das IC nur als SMD zu haben,
für den AD736 im DIL-Gehäuse muss man hier in Japan stolze 3.500 Yen (dreitausendfünfhundert) auf die Theke legen!

Wer es eventuell nicht so super genau braucht und mit 1% Abweichung leben kann, vor allen Dingen mit Sinus auskommt
und das vorwiegend im Audiobereich, für den ist die vorliegende Schaltung möglicherweise ein Ausweg aus dem Dilemma.

Sie beruht auf einer Schaltung, die National Semiconductor vor Urzeiten in der Application-Note AN-20 veröffentlicht hat.
Sie besteht aus einem Zweiweg-Gleichrichter und einem Filter zur Mittelwertbildung. Nur die RC-Zeitkonstante des Filters habe ich etwas angepasst.

Da die Schaltung relativ niederohmig war (ca. 9kOhm), habe ich noch einen Spannungsfolger davorgesetzt.
Damit beträgt der Eingangswiderstand durchgehend 1 MOhm.
Bei 1kHz auf 200mV Ausgangsspannung kalibriert, sind es bei 5kHz 198.8mV.

Bei niedrigen Frequenzen (unter 300Hz) tritt Ripple auf, das kann man in geringem Masse bekämpfen,
indem man die Zeitkonstante des Filters verringert durch einen höheren Kondensatorwert C3.
Bei 22uF für C3 und einer Frequenz von 100Hz ergibt sich eine Ausgangsspannung von 200.2mV,
die Simulation dauert entsprechend länger (47s).

Wer Lust hat, kann natürlich die Zeitkonstante umschaltbar machen je nach Frequenzbereich.

Die Offsetspannung betrug in der Simulation nur ein paar Mikrovolt, beeinflusst wird sie u.a. durch R6 (Gleichrichter) und R7 (Filter).

Sicher kann man auch andere Opamps als die von mir gewählten verwenden, es muss nur darauf geachtet werden,
dass sie unity-gain stabil sind (OP37 ginge z.B. nicht).

RudiS
 

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