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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PWM 5V in 0-10V Signal


Autor: McHott (Gast)
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Hallo,

ich habe eine kurze Frage. Von Elektronik verstehe ich nur bedingt 
etwas. Aber ich will es mal versuchen und habe letztlich ein Problem und 
möchte meine Lösung prüfen lassen.

Von einer C-Unit M 2.0 (Conrad-Zeug) kommt ein PWM-Signal als analoger 
Ausgang. Ich benötige aber ein 0-10V Pegel als Signal. Also würde ich 
ein RC-Tiefpass nehmen um das Signal auf 0-5V Pegel zu bekommen und dann 
ein Spannungswandler um das Signal auf 0-10V zu puschen?

Leider kenne ich mit RC-Gliedern nicht aus und habe leider auch bei 
Reichelt und Conrad keines gefunden, was sicher an mir liegt.

Für jede Kritik und Anregung bin ich offen.
Gruß McHott

Autor: Schorsch (Gast)
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McHott schrieb:
> Leider kenne ich mit RC-Gliedern nicht aus

Ein RC-Glied besteht aus Widerstand (R) und Kondensator (C). Beides 
gibts bei Conrad.

Die exakten Werte hängen davon ab, wie schnell deine PWM ist, wie glatt 
dein Ausgangssignal sein soll, und wie schnell sich dieses ändern können 
soll.

McHott schrieb:
> ein Spannungswandler

Kein Spannungswandler, ein Operationsversärker mit Gain==2

Autor: Joachim K. (minifloat)
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Weißt du die PWM-Frequenz?
Ein RC-Glied baut man selber, hier ist die Tiefpassschaltung gefragt,
da ja die PWM-Frequenz herausgefiltert werden soll.
   PWM o---R---+-------o U_a
               |
Eingang        = C      Ausgang
               |
   GND o-------+-------o GND

Dann kommt es noch darauf an, wie schnell dein Ausgangssignal sich 
ändern können muss. Also kannst du eine Frequenz angeben, die noch 
durchgehen muss bzw. wo die Reaktionszeit deines Ausgangs noch 
akzeptabel ist.

Also:
- Möglichst gute Unterdrückung der PWM-Frequenz
- Maximalfrequenz am Ausgang muss noch durch

Grenzfrequenz eines RC-Glieds ist die Frequenz, bei der noch die Hälfte
der Leistung durchkommt, das ist der sogenannte -3dB Punkt.
Die Ausgangsspannung ist da im Frequenzgang noch 1/√2 groß.
Die Grenzfrequenz liegt bei
.

Die Grenzfrequenz sollte bei so einem einstufigen Filter gut 10x kleiner 
sein als die PWM-Frequenz, und hat als untere Grenze deine 
Maximalfrequenz, die noch leidlich gut durch muss. Bei nur "10x Abstand" 
kann es aber schon zu Pulsieren kommen.

Die Spannung möbelst du danach mit einem Operationsverstärker auf(siehe 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Operations...).

mfg mf

Autor: Falk Brunner (falk)
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Autor: McHott (Gast)
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DANKE für die Hilfe.

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/17...

In der Dokumentation von dieser Platine wird die Frequenz für das 
PWM-Signal mit 1930 (bzw. 1953) Hz angegeben.

Das mit dem OP-Verstärker ist ein Super Hinweis gewesen und auf die 
Idee, dass ein RC-Glied selbst aufzubauen ist, bin ich dummerweise nicht 
gekommen...das habe ich unerklärlicher Weise ausgeblendet.

Das PWM-Signal ändert sich extrem selten (6 mal am Tag) und für einen 
solchen Wechsel hat es auch "viel" Zeit. Der Pegel am Ausgang sollte 
aber quasi keine Restwelligkeit mehr haben, weil die angeschlossene 
Regelelktronik sehr fein regeln kann und reagiert. Wobei ich da mit 
Werten kleiner 0,1 V auch keine Probleme sehe.

Nun habe ich mir den Link zum DA-Wandler durchgelesen. Logisch ist, dass 
der OP-Verstärker auch die Ripple verstärkt und wenn ich es richtig 
verstanden habe, wird das schnell zu einem Problem. Ist mein Problem mit 
einem einfachen RC machbar? Auf der Seite der Regeltechnik wird quasi 
keine Last abgenommen, sondern nur der Pegel gemessen und dann intern 
weiter verarbeitet.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  McHott (Gast)

>Das PWM-Signal ändert sich extrem selten (6 mal am Tag) und für einen
>solchen Wechsel hat es auch "viel" Zeit.

Sicher.

> Der Pegel am Ausgang sollte
>aber quasi keine Restwelligkeit mehr haben, weil die angeschlossene
>Regelelktronik sehr fein regeln kann und reagiert. Wobei ich da mit
>Werten kleiner 0,1 V auch keine Probleme sehe.

;-)
Unter "quasi keine Restwelligkeit" versteht der allgemeinde 
Elektronikerr deutlich weniger, hier vielleicht 10mV oder so.

>Nun habe ich mir den Link zum DA-Wandler durchgelesen. Logisch ist, dass
>der OP-Verstärker auch die Ripple verstärkt und wenn ich es richtig
>verstanden habe, wird das schnell zu einem Problem. Ist mein Problem mit
>einem einfachen RC machbar?

Ja. Nimm 100k und 1uF, macht bei dir ~7mV Ripple. Damit kannst du sicher 
leben ;-) Den 1uF kann mal als Folienkondensator bauen, damit hast du 
auch keine Probleme mit Leckströmen.

MFG
Falk

Autor: McHott (Gast)
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Erstmal Danke für die Unterstützung.

Das 0,1V keine Restwelligkeit mehr sind, war mir klar, weswegen ich ja 
geschrieben habe, dass das "auch" noch gehen müsste, wenn es 0,1 V sind.

Was mit "sicher" gemeint ist verstehe ich nicht. Wird aber nicht so 
dramatisch wichtig gewesen sein.

Alles in Allem DANKE

Autor: McHott (Gast)
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5 V O-------R1---+--------|\
                  |        | \-----O + 10V
                  C1       | /
                  |      +-|/
                  |      |
                  |      +----R3---O +  0V
                  |      |
                  |      R2
                  |      |
 GND O------------+------+

R1 100k
R2 10k
R3 10k
C1 10uF

Nur um sicher zu gehen, dass ich nicht völlig daneben liege. Als OP habe 
ich hier den LM1458 gefunden. Die Widerstände müssen ja alle keine Last 
aushalten, da kann man dann einfache nehmen. Wo ich mir nicht sicher bin 
ist, ob die R2/R3 so benötigt werden.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  McHott (Gast)

Eher so.

5 V O-------R1---+--------|\
                  |        | \---+-O + 10V
                  C1       | /   |
                  |      +-|/    |
                  |      |       |
                  |      +----R3-+
                  |      |
                  |      R2
                  |      |
 GND O------------+------+---------O +  0V

>ich hier den LM1458 gefunden.

Kann man nehmen, der braucht aber für deine Anwendung +/-12V Versorgung 
(bipolar). Besser wäre ein LM358, der braucht nur 0v/12V (unipolar).

MfG
Falk

Autor: McHott (Gast)
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Danke...ich hatte mich gewundert und es deswegen hier nochmal 
eingestellt...und jetzt sollte es sogar ich hinbekommen. Danke!

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