Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Suche Digital PWM IC ohne Oszillator


von Microwave (Gast)


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Hoi zäme

Ich bin am schauen für eine hardware-based Lösung, wie ich ein PWM 
Signal generieren kann welches synchron zu einem Clocksignal ist. Der 
Duty cycle soll dabei eingestellt werden können in 8 Bit Schritten, 
entweder über einen separaten Input, wo bei jeder Flanke der Duty cycle 
um 1/256% länger wird, oder über 8 parallel Inputs, wo der neue Duty 
cycle direkt programmiert werden kann. Der Wert welcher zu programmieren 
ist würde in diesem Fall von einem externen 8 Bit Synchronous Counter 
kommen.
Wichtig: Die Flanke am separaten Input wäre nur zum den Duty cycle 
ändern, und hat nichts zu tun mit dem Clocksignal.

Für diesen Grund habe ich geschaut bei Mouser ob ich auf die Schnelle 
ein entprechendes IC finde, aber ich habe nichts gefunden ausser dem 
74ACT715, wo offenbar genau der Duty cycle diskret eingestellt werden 
kann.

Ganz diskret würde ich es aufbauen mit 2 Synchronous 8 Bit Countern und 
einem 8 Bit Magnitude Comparator. Am Anfang wäre der Output high beim 
Comparator, weil der Preset höher wäre als der binäre Output vom Counter 
mit dem schnellen (Bis 1 MHz) Clocksignal. Dann würde der eine Counter 
hochzählen anhand dem schnellen Clock, und sobald der Counterwert den 
Preset erreicht, welcher vorher programmiert wurde auf dem anderen 
Counter, würde der Comparator low ausgeben für den Rest von den 256 
Clockzyklen.

Das ganze soll eine "Studie" sein zum Einsatz von nicht time-based 
Modulatorlösungen bei elektronischen Teslaspulen, aber ohne den Einsatz 
von Microcontrollern. Im Normalfall gibt man das Feedbacksignal von der 
Power Stage (Schaltbrücke) analog gesteuert frei für eine bestimmte 
Zeit, welche mittels synchroner Logik immer gleich lang ist wie n 
Clockzyklen vom Feedbacksignal (Es gibt keine "abgeschnittenen" 
Clockzyklen!). Nachteil ist dass bei wesentlichen Frequenzerhöhung 
(Ground strike etc.) bei einer gewählten Modulatoreinstellung plötzlich 
mehr Clockzyklen gelangen können zur Brücke.

Weil das IC im Feedbackpfad ist, welcher kritisch ist für sauberes ZCS 
in der Brücke, sollte das Propagation delay zwischen schnellem 
Clocksignal und  PWM Outputsignal nicht grösser sein als 50 bis 100 ns.

Grüsse - Microwave

von Microwave (Gast)


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Korrektur: Am Ende soll nicht der Duty cycle gesteuert werden aber die 
"On time". Als Konsequenz müsste das IC natürlich gestoppt werden 
(können (Enable oder so)) bis der nächste Modulationszyklus anfängt 
(voraussichtlich analog gesteuert)

Beispiel: 500 kHz Feedbackfrequenz ==> 500 kHz Clocksignalfrequenz. 
Unabhängig von der Off time wird soll, wählbar in Schritten von 2 us, 
das "PWM" Outputsignal freigegeben werden für 2 bis 512 us. Dass die Off 
time bestimmte Grenzen nicht unterschreitet, z.B. nicht 10 * 512 us, 
könnte schaltungstechnisch geschaut werden an anderer Stelle.

Grüsse - Microwave

von Harald A. (embedded)


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Klingt nach CPLD erlernen, oder zählst Du die auch zu den 
ausgeschlossenen uCs?

von Wolfgang (Gast)


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Microwave schrieb:
> Am Ende soll nicht der Duty cycle gesteuert werden aber die
> "On time".

Und wie lang soll die Pause zwischen den Pulsen sein?
Um digital eine Pulsbreite mit einer Auflösung von 8 Bit einzustellen, 
brauchst du einen Basistakt mit der 256-fachen Frequenz von ???

von Microwave (Gast)


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Harald A. schrieb:
> Klingt nach CPLD erlernen, oder zählst Du die auch zu den
> ausgeschlossenen uCs?

Bis jetzt würde ich PLDs, FPGA, µCs & co. gerne ausschliessen.

Wolfgang schrieb:
> Und wie lang soll die Pause zwischen den Pulsen sein?

Entsprechend zum jetzigen Konzept, würde die Pause gegeben sein durch 
die Modulatorfrequenz:

t_off = 1/f_mod - n * 1/f_clock, wobei f_mod z.B. 500 Hz, n € [0 (oder 
so), 255 (oder so)] und f_clock = Feedbackfrequenz, z.B. 500 kHz.
Das Konzept sieht im Moment vor den schnellen Zähler freizugeben bei 
jeder positiven Flanke von der Modulatorfrequenz.

Wolfgang schrieb:
> Um digital eine Pulsbreite mit einer Auflösung von 8 Bit einzustellen,
> brauchst du einen Basistakt mit der 256-fachen Frequenz von ???

Der Basistakt ist vorgegeben vom Primärschwingkreis, z.B. 500 kHz.

Ich bin im Moment am genauen Konzept dran, wenn ich das habe kann ich 
mal noch zeigen wie ich es implementieren würde in diskreten Bauteilen.

Grüsse - Microwave

von Uli S. (uli12us)


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Es gibt einstellbare Teiler, du bräuchtest dazu aber auf jeden Fall noch 
einen festen zusätzlich, der sagt, wann das ganze losgehen soll und nach 
Ablauf zurücksetzt. Die teile lassen sich über BCD Schalter einstellen, 
bloss das ganze elektronisch zu machen ohne µC dürfte eine Menge ICs 
erfordern.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Uli S. schrieb:
> das ganze elektronisch zu machen ohne µC dürfte eine Menge ICs
> erfordern.

Man benötigt nur einen LM358. Der eine OPV arbeitet als Sägezahnformer 
und der andere OPV als Schmitt-Trigger.

Jetzt kann man mit einem DAC die 256 Spannungsstufen auf den 
Sägezahnformer drüber legen, oder an den zweiten Eingang des 
Schmitt-Triggers anschließen.

von Neper (Gast)


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> Das ganze soll eine "Studie" sein zum Einsatz von nicht time-based
> Modulatorlösungen bei elektronischen Teslaspulen, aber ohne den Einsatz
> von Microcontrollern.

Wie kommt man auf solch hirnlose Idee?
Eine PWM ist uebrigens immer time-based.

Ein ordentlicher Controller koennte der PWM immerhin zu einer
Aufloesung von 150 ps verhelfen. Ist das der Gewerkschaft zu genau?

> Jetzt kann man mit einem DAC die 256 Spannungsstufen
Von hinten durchs Auge in die Brust.

Die Nukularmechaniker benutzen TDCs. Weil es die gibt.
Aber fuer ein anderes Problem.

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