Hallo zusammen, folgendes Problem: ich muss ein Steuersignal (0..5V) erzeugen. Ich habe auf meiner Platine einen AVR(5V, 16MHz) und habe einfach den PWM hergenommen und ein R-C-Filter drangehängt (12kOhm mit 68nF, freq=1,2x kHz). Leider zieht die Steuerung scheinbar Strom, so daß die Spannung am R-C-Glied einbricht, wenn die Steuerung angeschlossen ist. Spannungeinbruch/Widerstandswert = 140uA. Mein PWM arbeitet schon im 10bit Fast Mode (Auflösung ist wichtig, deswegen 10bit), also 15,x kHz Grudfrequenz. Wie kann ich diese Spannung möglichst konstant halten? Wie macht man das geschickt (und möglichst einfach)? mg, Johannes
oder R verkleinern und C vergrössern. z.B. 180 Ohm und 4.7uF als R/C Filter.
Hallo, danke für die Antworten. Die Variante mit dem OPV als Spannungsfolger ist vermutlich das Beste. Damit löse ich das Problem der Niederohmigkeit am Ausgang, die konstante spannung aber nicht, die muss ich ja für den OPV-Eingang immer noch erzeugen. Habe mit OPVs noch kein Erfahrung, aber auch keine Angst davor :) Was nimmt man da zB für einen Chip? Was für Versorgungsspannungen braucht man dafür? Habe auf der Platine (vorläufig) nur 0..5V zur Verfügung. Das mit dem Verkleinern des R und Vergrößern des C ist nicht das Beste, weil sich die Filtereigenschaften ändern. Das verbleibende Ripple auf der Ausgangsspannung ist bei dickerem C größer... und dann hab ich keine "möglichst konstante" Spannung mehr. Dieses Problem aus PWM ein konstantes (und niederohmiges) Signal zu erzeugen kann doch nicht neu sein. HAbe aber keine Beispielschaltung dazu gefunden. Kennt ihr so eine? mg, Johannes
OP als Tiefpass vielleicht? Beim OP kommts natürlich immer drauf an, was für eine Spannungsversorgung du zur Verfügung hast bzw. wie weit du dich den 0/5V annähern musst.
@Johannes >danke für die Antworten. Die Variante mit dem OPV als Spannungsfolger >ist vermutlich das Beste. Damit löse ich das Problem der Niederohmigkeit Genau. Nimm nen LM358, ist billig und für das Problem ausreichend. Einfach Das gefilterte PWM Signal an den + Eingang, der Ausgang direkt mit dem - Eingang verbinden fertig. Doch halt. Um 0-5V erzeugen zu könen braucht der LM358 min. 6,5V Versorgungsspannung. Wenn du die nicht hast brauchst du einen sog. Rail-to-Rail OPV, der kann auch mit 5V Versorgung 5V am Ausgang erzeugen. Da hab ich jetzt leider keinen Typen parat. >am Ausgang, die konstante spannung aber nicht, die muss ich ja für den >OPV-Eingang immer noch erzeugen. Habe mit OPVs noch kein Erfahrung, aber Ist keine Problem, der Eingang vom OPV ist sehr hochhoming. >Das mit dem Verkleinern des R und Vergrößern des C ist nicht das Beste, >weil sich die Filtereigenschaften ändern. Das verbleibende Ripple auf >der Ausgangsspannung ist bei dickerem C größer... und dann hab ich keine Nööö, wenn die Zeitkonstane gleich ist (R*C) ist auch der Ripple gleich. MFG Falk
Deine Schaltung mit passiven Integrierer (RC-Glied) scheint ja soweit zu funktionieren. Nur stellt die Schaltung eine Spannungsquelle mit einem hohen Innenwiderstand dar. Das Problem ist also damit gelöst den Innenwiderstand zu transformieren. Und das macht man am besten mit einem Impedanzwandler. Das wäre zum Beispiel ein OPV mit auf den invertierenden Eingang zurückgekoppelten Ausgangssignal. Ich würde einen OP mit FET Eingang nehmen, die haben einen Eingangswiderstand im Giga-Ohm-Bereich und belasten so deinen passiven Integrierer nicht. Die Idee mit dem aktiven Tiefpass ist auch gut, nur hat diese Schaltung den Nachteil, dass sie erst oberhalb der Grenzfrequenz integriert, was zu einer erheblichen Restwelligkeit führen könnte. Zum Beispiel dann, wenn die Grundfrequenz deines PWM-Signals unterhalb dieser besagten Grenzfrequenz liegt. Auf der anderen Seite belastest du deinen PWM-Ausgang mit dieser Schaltung fast gar nicht, was eine höhere Genauigkeit ergeben kann. Vielleicht simulierst du das ganze mal mit LTSpice. Dann bekommst du schon einmal eine Idee welche Bauteilwerte du am besten nimmst.
cool! So ein RailToRail Teil werd ich mir wohl besorgen, das hört sich am einfachsten an. Die Lösung des Problems dürfte also sein: PWM-Ausgang -> R-C-Glied -> Spannnungsfolger. Bringt es was wenn ich am SpannungsfolgerAusgang noch ein C ranhänge, zB 1uF ? (quasi als weitere Glättung) oder auch nur einen kleineren Wert 10n... merci, Johannes
@Johannes >Die Lösung des Problems dürfte also sein: >PWM-Ausgang -> R-C-Glied -> Spannnungsfolger. Genau. >Bringt es was wenn ich am SpannungsfolgerAusgang noch ein C ranhänge, zB >1uF ? (quasi als weitere Glättung) oder auch nur einen kleineren Wert >10n... Nein, wenn du Pech hast schwingt dann dein OPV. Wenn du weiter glätten willst, erhöhe den Wiederstand bz. Kondensator vom RC-Glied. Wenn du es noch etwas professioneller machen willst, schalte ein zweites RC-Glied hinter das erste (aber vor den OPV). Dabei sollte der Widerstand des zweiten RC-Gliedes ca. 10mal so gross wie der des ersten sein. MFG Falk
Am Ausgang des OP brauchst du kein C mehr, da du ja vorher schon glättest. Außerdem musst du beachten, dass manche OPs nicht kurzschlussfest sind. Ein Widerstand zur Strombegrenzung ist dann Pflicht.
Ich kann dir für den Zweck noch den MAX4403 etc. empfehlen - gibts von Maxim auch als Sample umsonst! Gruß, Nikias
Aus den bisherigen Ausführungen schliesse ich, dass ich ca. Folgendes bauen werde: PWM-Ausgang -> RC-Glied (47kOhm, 68nF =>ca. 3ms Zeitkonstante=^= ca. 300Hz) -> Spannungsfolger (mit MAX4403, den kann man mit Vss=0V, Vdd=5V betreiben) Und dann muss die Steuerung für die ich das Signal brauche funktionieren :) Danke für eure Tips, echt cooles Forum hier. Habe mich jetzt auch registriert... nach knapp zwei Jahren Gast-Dasein. Mg, Johannes
@Johannes Philippi >PWM-Ausgang -> RC-Glied (47kOhm, 68nF =>ca. 3ms Zeitkonstante=^= ca. >300Hz) -> Spannungsfolger (mit MAX4403, den kann man mit Vss=0V, Vdd=5V >betreiben) Bei 300Hz RC-Filtergrenzfrequenz (was für ein Wort) und 15 kHz PWM-Frequenz hast du ca. 25mV Ripple (Peak-Peak). 10 Bit/5V sind aber 5 mV Auflösung, dein Ausgangsspannung zappelt also um ca. 5 LSB. Wenn du deinen Filter zweimal hintereinander schaltest hast du nur noch ~40uV Ripple. Das sagt zumindest Pspice. MFG Falk
Aha, das mit dem Ripple hatte ich auch schon Probiert und zwar in Simulink. Allerdings nur mit einfachem Filter. Dan mach ich vielleicht doch zwei Filter mit gleicher Zetikonst. in Reihe hinein, so wie dus sagst. Nur die Dimensionierung muss dann anders sein, R2 = 10R1 und entsprechend C1=10C2. Warum muss das eigentlich sein, daß der R im zweiten filter größer ist? mg, Johannes
@Johannes Philippi >Filter mit gleicher Zetikonst. in Reihe hinein, so wie dus sagst. Nur >die Dimensionierung muss dann anders sein, R2 = 10R1 und entsprechend >C1=10C2. >Warum muss das eigentlich sein, daß der R im zweiten filter größer ist? Du kannst auch zweimal die gleichen Bauteile verwenden. Meine Aussage mit dem 10fachen Widerstand war ein wenig theoretischer Natur, denn idealerweise sollte der zweite RC-Filter den ersten nicht belasten, sonst stimmt die vereinfachte Betrachtung der Freqeunzgänge nicht. Idealerweise sind beide Filter durch einen OPV entkoppelt. Praktisch ist das hier aber nicht nötig. MfG Falk
Schau Dir mal den Schaltplan zum STK500 an, da wurde ein OV mit nachgeschaltetem LM317 verwendet. Die Sache hatte ich mal nachgebaut für einen EEPROMMER, funktioniert einsame Spitze und ist bei Verwendung des TO220-LM317 mit 1,5A belastbar.
gute Idee mit dem einstellbaren Spannungsregler dahinter. merci. Johannes
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