Schaltung: AC/DC-Wandler
13. April 2026
über
über
Im Juli 1997 präsentierte Elektor das kompakte AC/DC-Wandler-Projekt von H. Bonekamp, das demonstrierte, wie eine präzise RMS-zu-DC-Umwandlung mit minimaler Schaltung erreicht werden kann. Das Design verwendete nur zwei Operationsverstärker und einige diskrete Komponenten.
Die zweite Stufe, die um IC1b aufgebaut war, verarbeitete das gleichgerichtete Signal weiter, indem sie es verstärkte und mittelte, um einen DC-Ausgang zu erzeugen, der proportional zum RMS-Wert des Eingangs war. Durch das Rückführen einer skalierten Version des Signals über R2 rekonstruierte die Schaltung effektiv den Absolutwert der Wellenform und wandte einen kalibrierten Verstärkungsfaktor an, heißt es im Artikel. Das RC-Netzwerk (R5–C1) führte eine definierte Mittelungszeitkonstante (ungefähr 2,22 s) ein, die den Ausgang in ein stabiles DC-Niveau glättete. Darüber hinaus diente IC1b als Puffer, um eine niedrige Ausgangsimpedanz und eine konsistente Leistung beim Ansteuern externer Lasten sicherzustellen.
Das einfache Design gewährte Genauigkeit. Offsetfehler wurden durch das Netzwerk R6–R7–P1 minimiert, was eine präzise Kalibrierung mit einem bekannten Referenzsignal ermöglichte. Die Schaltung unterstützte einen breiten Eingangsbereich (50 mV bis 7 V RMS) und arbeitete über Frequenzen von 10 Hz bis 10 kHz, was sie für allgemeine Messanwendungen geeignet machte.
„Die Einstellung ist einfach“, erklärte Bonekamp. „Wenden Sie ein 1 kHz sinusförmiges Signal mit einem Pegel von 50 mV r.m.s. an den Eingang des Wandlers an und justieren Sie P1, bis der Ausgang eine Gleichspannung von 50 mV beträgt“, so der Autor weiter
Mit einer Genauigkeit von 2 Prozent und besser und einem Stromverbrauch von nur etwa 3 mA war diese Schaltung eine Option für Ingenieure, die eine einfache, aber effektive AC-Messvorrichtung suchten.
Hinweis des Herausgebers: Der Artikel erschien erstmals in einer Ausgabe des Elektor Magazine aus dem Jahr 1997. Aufgrund des Alters des Projekts sind einige Teile und Komponenten möglicherweise nicht mehr verfügbar. Dennoch sollte das Projekt Sie inspirieren, ein neues Design zu starten.
Das Design
Im Gegensatz zu Gleichrichterschaltungen, die auf mehrere Stufen für Gleichrichtung, Filterung und Pufferung angewiesen waren, integrierte dieses Design alle drei Funktionen effizient. Der erste Operationsverstärker (IC1a) führte die Halbwellen-Gleichrichtung des eingehenden sinusförmigen Signals durch, wobei sorgfältig ausgewählte Widerstandswerte eine Einheitlichkeit des Gewinns sicherstellten, heiße es damals. Die BAT85-Schottky-Dioden minimierten den Vorwärtsspannungsabfall und verbesserten die Genauigkeit bei niedrigen Signalpegeln.Die zweite Stufe, die um IC1b aufgebaut war, verarbeitete das gleichgerichtete Signal weiter, indem sie es verstärkte und mittelte, um einen DC-Ausgang zu erzeugen, der proportional zum RMS-Wert des Eingangs war. Durch das Rückführen einer skalierten Version des Signals über R2 rekonstruierte die Schaltung effektiv den Absolutwert der Wellenform und wandte einen kalibrierten Verstärkungsfaktor an, heißt es im Artikel. Das RC-Netzwerk (R5–C1) führte eine definierte Mittelungszeitkonstante (ungefähr 2,22 s) ein, die den Ausgang in ein stabiles DC-Niveau glättete. Darüber hinaus diente IC1b als Puffer, um eine niedrige Ausgangsimpedanz und eine konsistente Leistung beim Ansteuern externer Lasten sicherzustellen.
Das einfache Design gewährte Genauigkeit. Offsetfehler wurden durch das Netzwerk R6–R7–P1 minimiert, was eine präzise Kalibrierung mit einem bekannten Referenzsignal ermöglichte. Die Schaltung unterstützte einen breiten Eingangsbereich (50 mV bis 7 V RMS) und arbeitete über Frequenzen von 10 Hz bis 10 kHz, was sie für allgemeine Messanwendungen geeignet machte.
„Die Einstellung ist einfach“, erklärte Bonekamp. „Wenden Sie ein 1 kHz sinusförmiges Signal mit einem Pegel von 50 mV r.m.s. an den Eingang des Wandlers an und justieren Sie P1, bis der Ausgang eine Gleichspannung von 50 mV beträgt“, so der Autor weiter
Mit einer Genauigkeit von 2 Prozent und besser und einem Stromverbrauch von nur etwa 3 mA war diese Schaltung eine Option für Ingenieure, die eine einfache, aber effektive AC-Messvorrichtung suchten.
Das AC/DC-Wandler-Projekt
Der ursprüngliche Artikel „AC-DC-Wandler“ erschien im Elektor Magazine Juli/August 1997. Hier ist der Artikel.Hinweis des Herausgebers: Der Artikel erschien erstmals in einer Ausgabe des Elektor Magazine aus dem Jahr 1997. Aufgrund des Alters des Projekts sind einige Teile und Komponenten möglicherweise nicht mehr verfügbar. Dennoch sollte das Projekt Sie inspirieren, ein neues Design zu starten.
Abonnieren
Tag-Benachrichtigung: Abonnieren Sie das Tag Circuits & Circuit Design und erhalten Sie eine E-Mail, sobald ein neuer Beitrag dazu auf unserer Website erscheint. Mehr anzeigen
Weniger anzeigen
Diskussion (3 Kommentare)