Hallo, ich möchte die Phasenverschiebung zwischen 2 Rechtecksignalen im 100 kHz Bereich messen und möglichst genau an einem µC einlesen. Es handelt sich um die Ausgangsspannung und -strom eines Wechselrichters, welche über Komparatoren aufbereitet sind. Der µC kann nur über Simulink-Blöcke programmiert werden, weshalb eine Hardwarenahe Programmierung entfällt. Es kann jedoch die Frequenz und Pulsweite eines PWM-Signales ermittelt werden. Das Problem daran ist, dass es eine positive ODER negative Phasenverschiebung sein kann, deshalb entfällt zB. der Vergleich mittels AND-Logik. Ich möchte also ein PWM-Signal erzeugen, welches vom Beginn des Spannungspulses bis zum Beginn des Strompulses geht. Aus dem Tastverhältnis kann ich dann erkennen, ob es eine induktive (<50%) oder kapazitive (>50%) Phasenverschiebung ist. Zur Realisierung hatte ich mir beispielsweise vorgestellt die Flanken der 2 Signale mittels monostabiler Kippstufe (74HCT221) in kurze Spannungspulse zu wandeln, mit denen ich dann ein RS FlipFlop setzen (Spannungsnulldurchgang) und Rücksetzen (Stromnulldurchgang) kann. Jedoch finde ich diese Lösung recht ungünstig, da bei sehr geringer Phasenverschiebung die S- und R-Signale gleichzeitig am FlipFlop anliegen und mit jedem Schaltglied (Komparator, Kippstufe, FlipFlop) weitere Verzögerungen auftreten... Hat jemand eine bessere Idee die Phasenverschiebung zu ermitteln? (ohne FPGA...)
Ich glaube ich habe eine halbwegs brauchbare Lösung gefunden: mittels 2 D-FlipFlops kann ich ein entsprechendes PWM-Signal erzeugen. (siehe angehängter Schaltplan) In der LTspice Simulation klappt das nicht, da die mitgelieferten D-FF Modelle keine Zeitverzögerung berücksichtigen. Noch besser wäre die Verwendung eines "Time to Digital Converters", allerdings sind diese Bausteine für Privatanwender kaum erhältlich... (Beispiel: MAX35101 oder TDC-GP21)
Angehängte Dateien:
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Phasendetektor_v1.png
(8,5 KB)
Korrektur: hatte im vorherigen Post einen Logikfehler in der CLR-Beschaltung. Hier die korrigierte (und funktionierende) Schaltung.
Angehängte Dateien:
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phase_detector_circuit.png
(11 KB)
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phase_detector_simulation.png
(2,7 KB)
