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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Rauschen unterdrücken


Autor: Andreas Posch (andyp17)
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Guten Morgen allerseits,

Ich habe da ein Problem. Und zwar erzeuge ich mit meinem Mega168 ein 
PWM-Signal, das einen Zetex LED-Treiber dimmt. Nur ist dieses PWM-Signal 
sehr stark verrauscht. Bin ich mit dem Duty-Cycle über 20% ist das auch 
kein Problem, der LED-Treiber erkennt das Signal. Er erkennt es auch 
unter 20%, aber nur merkt man dann ein Flackern an den LEDs, was 
sicherlich von diesem Rauschen kommt.
Das Rauschen selbst wird meiner Meinung nach vom LED-Treiber verursacht, 
da dieser mit ca. 400kHz arbeiten. Da GND vom Atmel und vom Zetex 
miteinander verbunden sind, denke ich, dass hier das Rauschen mit meinem 
PWM-Signal überlagert wird.

Lange Rede, kurzer Sinn: Wie kann ich dieses Rauschen wegbekommen? 
PWM-Signal hat eine Frequenz von 250Hz.

Bin mal gespannt auf eure Antworten...



mfg
Andy

Autor: Timmo H. (masterfx)
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Vielleicht nen Kerko ran und evtl. noch ne kleine Spule in Reihe?

Autor: Andreas Posch (andyp17)
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D.h. das würde dann in etwa so aussehen, oder:

                     _
PWM vom uC  o-------|_L_|----o  Dimm-Eingang ZETEX
                |
              __|__
              -----   Kerko
                |
       GND  o----------------o GND

Liege ich da richtig??

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Hast Du mal Oszi-Bilder?

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Was steht denn im Datenblatt des uns unbekannten ICs?

Vielleicht mag der keine PWM.


Peter

Autor: Andreas Posch (andyp17)
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Anbei mal ein Bild. Hier im Bild ist das Rauschen nicht so ausgeprägt 
(habe leider kein anderes parat). Im Normalfall ist das Rauschen auf dem 
PWM-Signal viel schlimmer (in Amplitudentichtung).
Der Baustein verträgt PWM-Signale bis 300Hz. Also das geht in Ordnung.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Andreas Posch wrote:

> Der Baustein verträgt PWM-Signale bis 300Hz. Also das geht in Ordnung.

Warum so zugeknöpft, ist der Chip so geheim?

Informationsgeiz hilft bei Problemen garnicht.


Fehler liegen zu >50% in dem, was der Fragesteller verschweigt, weil er 
glaubt, es sein "in Ordnung".

Das Problem bei der Fehlersuche ist, daß man den Fokus erweitern muß.
Der Fragsteller hat sich oft an ner anderen Stelle festgebissen und kann 
so den Fehler nicht finden.


Peter

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Das Bild sieht doch gut aus.

Autor: Andreas Posch (andyp17)
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Nein, der Chip ist nicht geheim. :-)
Es handelt sich um einen Zetex 1362 LED-Treiber. Nur, ich weiß, dass das 
mit dem Signal in Ordnung geht, weil es ja prinzipiell funktioniert. Nur 
im unteren Duty-Cycle-Bereich (<20%) wirkt sich das Rauschen durch ein 
flackern aus.

@Travel Rec:
Ich schrieb doch, dass es in Wirklichkeit viel schlimmer ist. Hab nur 
grad nicht die Möglichkeit, ein anderes Bild reinzustellen.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Grenze das Problem mal ein.

Hänge direkt an den PWM-Pin eine LED (mit Vorwid.).

Wenn Du die LED dann ohne Flackern dimmen kannnst, liegt das Problem 
doch im Zusammenspiel beider Chips.


Peter

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Ich habe gestern ein UFO gesehen, habe aber gerade keine Möglichkeit, 
das Foto davon ´reinzustellen ;-)

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Laut Datenblatt will der LED-Treiber eine Gleichspannung an seinem 
ADJ-Pin haben. Diese muß außerdem kleiner als 2,5V sein. Hier muß also 
die vom Controller erzeugte PWM a) sehr schnell sein und b) durch einen 
passiven oder aktiven Tiefpaß mindestens 2. Ordnung geglättet und 
anschließend mit einem Spannungsteiler herabgesetzt werden. Hast Du das 
so angeschlossen?

Autor: Andreas Posch (andyp17)
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Also: Der PWM-Ausgang des uC ist über einen Spannungsteiler (um Umax = 
1,3V zu erreichen) mit dem Zetex-Baustein verbunden. Man kann den 
nämlich über Gleichspannung (max. 2,5V) ODER PWM dimmen. Das geht 100%ig 
- schon x-mal verwendet.

Dass das Rauschen vom Zetex kommt, weiß ich auch 100%ig, weil es weg 
ist, wenn ich ihn abhänge oder auf 0% dimme (d.h. LEDs aus sind).

Autor: Hagen Re (hagen)
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Naja aus dem Bild kann man wenig erkennen aber was ich erkenne deutet 
eher darauf hin das es kein Rauschen ist sondern die Peaks der 400kHz 
PWM des Zetex Treibers. Also würde ich ja erstmal per Kondesator dessen 
Vcc abblocken.

Gruß Hagen

Autor: Andreas Posch (andyp17)
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@Hagen: Danke für den Tip, aber hab ich schon (seit langem) gemacht. 
Bringt keine Besserung.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Andreas Posch wrote:
> Also: Der PWM-Ausgang des uC ist über einen Spannungsteiler (um Umax =
> 1,3V zu erreichen) mit dem Zetex-Baustein verbunden.

Nimm besser die Schaltung aus der AN mit nem Transistor.
Die haben sich ja vielleicht was dabei gedacht.


Peter

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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>Man kann den
>nämlich über Gleichspannung (max. 2,5V) ODER PWM dimmen.

Wo steht das was von PWM?

Autor: Andreas Posch (andyp17)
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Glaub mir, es geht! Sehr gut sogar (bis auf mein Problem)...

Autor: Hagen Re (hagen)
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>@Hagen: Danke für den Tip, aber hab ich schon (seit langem) gemacht.
>Bringt keine Besserung.

Gut dann versuch folgendes: in die VCC Leitung zum Zetex einen 
Widerstand, dieser sollte soviel Strom durchlassen wie der Zetex und LED 
benötigen. Danach der Cap gegen GND. Nochmal am Oszi messen. Falls Peaks 
weg sind kannst du mit einer Drossel statt des Widerstandes das Problem 
lösen.

Ich meine aber (was man so am Oszi Bild erkennen kann) das diese Peaks 
garnicht die eigentiche Ursache deines Problemes sein können. Aus meiner 
Sicht sehen die Signale ziemlich sauber aus.

Welche Frequenz hat denn deine PWM ? Eventuell siehtst du die 
Interferenzen zwischen deiner PWM Frequenz zur PWM Frequenz des Zetex 
Bausteins.
Versuche mal durchzudimen und du schaust auf die LED nur aus dem 
Augenwinkel heraus drauf. Wenn du dann schon ein flackern siehst dann 
ist die PWM Frequenz zu gering oder die Interferenzen zu stark. Änder 
dann einfach mal die Frequenz deiner PWM. Aber teilerfremd, also nicht 
von 128Hz auf 256Hz oder 1024Hz, das bringt nichts. Von 128 Hz zb. auf 
129Hz oä.

Gruß Hagen

Autor: Andreas Posch (andyp17)
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Würde das mit dem Kerko und der Spule (siehe oben) funktionieren. Wenn 
ja, wie muss ich das dimensionieren??

Autor: Hagen Re (hagen)
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Erstmal Ursache suchen, solange du nicht weist woran es liegt, kannst du 
keine Lösung haben und brauchst keine Dimensionierung zu berechnen.

Ich würde

1.) deine PWM mit einer Fequenz fahren die teilerfremd zur PWM des Zetex 
ist
2.) am Ausgang der PWM einen RC-Tiefpass setzen
3.) den Dutycycle deiner PWM nur auf max. 50% hochfahren -> ergibt VCC/2 
= 2.5V

Gruß Hagen

Autor: Andreas Posch (andyp17)
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@Hagen:
OK, das mit dem Widerstand werd ich probieren.
Wie vorhin erwähnt, sehen die Siganle in der Realität viel 
"verrauschter" aus. Ich hab jetzt nur nicht die Möglichkeit, solche 
Bilder aufzutreiben. Die LEDs flackern nicht nur in den Augenwinkeln. 
Hab mich auch schon mit der Frequenz gespielt - bringt nichts! Ich 
arbeite zur Zeit mit 250Hz.

Autor: Hagen Re (hagen)
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Frequenz hochsetzen, viel höher als 250Hz. Nimm Timer im Outpur Compare 
PWM Modus, dann kannst du auch mit 5Khz und weit mehr spielen ohne den 
Prozessor belasten zu müssen. Letzendlich möchte der Zetex am Eingang 
eine DC sehen. Da er aber intern träge reagiert kann man da auch eine 
PWM benutzen, muß nur entsprechend schnell sein.

Gruß Hagen

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Warum sparst Du Dir den Zetex Treiber nicht einfach, hängst Deine LED 
über einen Transistor oder MOSFet an den Controller und machst eine 
saubere PWM von >1kHz Frequenz und gut ist?

Autor: Andreas Posch (andyp17)
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@Hagen:
Der Zetex verträgt am Dimm-Pin nicht mehr als 500Hz. Deshalb geht das 
nicht.

@Travel Rec:
Ich nehm den Zetex, weil das bis jetzt der güntigste, effizienteste und, 
was die Anzahl der LEDs angeht, variabelste ist.

Autor: Hagen Re (hagen)
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Was steht denn über den Strom den der Adj Pin zieht im Datenblatt ? Wenn 
das sehr wenig ist dann würde ich ein RC Glied hinter deine PWM setzen 
und je höher du deine PWM Frequenz setzt desto kleiner kann das 
ausfallen ohne das du übermäßigen Ripple nach dem RC-Glied hast.

Gruß Hagen

Autor: Andreas Posch (andyp17)
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Also die Stromaufnahme vom ADJ-Pin ist unter 1mA. Genau kann ich es 
jetzt nicht sagen.
Wie müsste ich das RC-Glied dimensionieren?? Wovon hängt die 
Dimensionierung im Wesentlichen ab?

Autor: Hagen Re (hagen)
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PWM Frequenz des AVRs und Strom den ADJ zieht.

Gruß Hagen

Autor: Arno H. (arno_h)
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Hallo,
wo hast du den ZXLD1362 her? Bis vor kurzem gabs nur vereinzelt Muster 
und von preisgünstig war nicht die Rede.

Arno

Autor: Andreas Posch (andyp17)
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@Hagen:
Und wie berechne ich die Bauteile??
Noch was: Ein Rechtecksignal besteht ja aus einer Grundschwingung und 
lauter Oberschwingungen bis hin zur n-ten Ordnung, oder. Wenn ich da 
jetzt die Frequenzen ab einer gewissen Frequenz rausfiltere, dann 
zerstöre ich mir ja das Rechtecksignal, oder???

@Arno:
Wir sind eine Firma, die LEDs verarbeitet und auch elektronische 
Komponenten dazu entwirft (u.a. auch LED-Treiber).

Autor: Hagen Re (hagen)
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http://de.wikipedia.org/wiki/Tiefpass

Es geht gerade darum aus deinem Rechtecksignal eine Gleichspannung zu 
machen. Also exakt das Gegenteil worüber du dir Gedanken machst. Der 
Dutycycle deiner PWM bestimmt am Ende die Spannung die nach dem Tiefpass 
entsteht. Wenn deine PWM von 0-50% Dutycylce hat und mit 5V läuft dann 
hast du am Ende eine einstellbare DC im Bereich 0-2.5 Volt. Entscheidend 
für die Bauteilwahl ist die Frequenz der PWM, der Strom den der ADJ Pin 
des Zetex zieht und die Geschwindigkeit mit der du deine LEDs in der 
Heligkeit einregeln möchtest. Je größer die Kombination aus RC ist desto 
gleichmäßiger wird die Spannung geglättet aber auch um so träger kannst 
du sie regeln. Je höher die Frequenz desto schneller kannst du regeln 
und desto kleiner kann C werden. R bestimmt den Strom den du ziehen 
kannst.

Oben mal ein Link damit du dich in die Grundlagen einarbeiten kannst.

Gruß Hagen

Autor: Thomas O. (kosmos)
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Hang mal ein Poti an den ADJ Eingang deines LED Treibers und regle die 
Spannung bis 2,5V hoch wenn er damit geht liegt es an deiner PWM. 
Komisch finde ich die Aussage das er eine PWM am Eingang bis 500Hz 
erlaubt, denn umso höher die Frequenz desto leichter läßt sich das ganze 
glätten. Pass aber mit dem C am AVR Ausgang auf nicht das du ihn durch 
die hohe Stromaufnahme grillst am besten 1000 Ohm Widerstand an den 
ausgang und dahinter probierst du mal ein paar kleine Elko 1µF, 10µF 
sollten da schon helfen

Autor: Marcus Woletz (Gast)
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Hallo,

OK, laut Datenblatt ist eine LF-PWM explizit möglich. Es sind ja auch 
zwei Beschaltungsbeispiele für den Anschluss an einen uC angegeben 
(einmal mit Schottky-Diode und Widerstand und einmal mit Transistor). 
Teste doch mal eine der Varianten.
Zu Deiner Spannungsteilervariante: welche Widerstände besitzt der 
Spannungsteiler? Im Prinzip genügt ja ein Widerstand, der zusammen mit 
dem internen 50k-Widerstand den Spannungsteiler bildet. Laut Datenblatt 
ist auch ein Tiefpass im Chip integriert. Bei null Volt ist der 
Ausgangsstrom null, bei 1,25V entspricht der Ausgangsstrom 100% des 
Nominalstroms und bei 2,5V liegt der Strom bei 200% des Nominalstroms. 
Darüber wird sich am Strom vermutlich nichts mehr ändern. Du kannst also 
mit der PWM den LED-Strom zwischen 0% und 200% Inom einstellen.

Was mir zum Thema PWM noch einfällt: Bei niedriger PWM-Frequenz können 
sich seltsame Stroboskopeffekte zwischen PWM-LED und künstlicher 
Beleuchtung ergeben (vor allem bei Leuchtstofflampen).

ciao

Marcus

Autor: Thomas O. (kosmos)
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ist dein Spannungsteiler vielleicht zu hochohmig? Am besten du probierst 
mal ein Poti mit 1 kOhm per Hand aus.

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