Tiefpassfilter bei DDS vor oder nach Verstärker ?

korrekt ist es erstmal die Frage nicht ins GCC Forum zu stellen

Vorher.

Ich würde auch sagen vorher. Mit dem Verstärker verstärkst du erstmal 
alles. Der Aufwand nach dem Verstärker wieder alles zu glätten dürfte 
damit höher ausfallen.

Ich versuche mal eine Begründung: Es ist auf jeden Fall vor dem 
Verstärker besser, denn der Verstärker könnte eine gezielte 
Höhenanhebung haben, wenn er nur endlich schnell ist relativ zum Signal. 
Außerdem wird natürlich der unerwünschte Anteil der Schaltfrequenz 
stärker auch auf die Versorgungen übertragen. Zusätzlich könnte man auch 
am Ausgang noch einmal filtern, aber unerwünschte Signalanteile sollte 
man so nah an der Quelle wie möglich dämpfen oder unterdrücken, das 
macht die ganze Schaltung "ruhiger", auch was EMV angeht.

Naja sagte ich doch ;) er verstärkt im schlechtesten Falle alles.

ahnungsloser schrieb:
> Hallo,
> ich möchte einen Funktionsgenerator mit einem Mega88 via PWM als DAC und
> DDS realisieren.

Das geht nicht!!! Entweder Du machst eine Signalerzeugung nach dem 
DDS-Verfahren oder per PWM - beides geht nicht. Falls Du trotzdem 
meinst es so realisieren zu können, dann poste mal ein 
Prinzip-/Blockschaltbild, damit man sehen kann, wie Du Dir das gedacht 
hattest (als Beispiel - bei DDS brauchst Du zumindest einen Offset-Wert 
(bestimmt u.a. die Ausgangsfrequenz), einen 'breiten' Addierer, ein 
Signal-Speicher (RAM/ROM), usw. - das ganze dann natürlich graphisch 
dargestellt).

> Um nun das Ausgangssignal von der PWM zu entkoppeln bedarf es ja eines
> Tiefpassfilters.
> Was ist nun korrekt:
>
> DDS---[Tiefpass]-----[Verstärker]-----o Ausgangssignal
>
> DDS---[Verstärker]-----[Tiefpass]-----o Ausgangssignal

Was nun die weitere 'Behandlung' eines noch digitalen DDS-Signals 
anbelangt, so hängt es davon ab, wo das Signal herkommt.
In Deinem Fall soll es ja wohl ein ATmega88 sein. Wenn man keine Sorge 
tragen muss/kann, das dass digitale Ausgangssignal in der (High- und 
Low-)Amplitude variiert, dann kann man direkt ein entsprechendes 
Tiefpass-Filter nachschalten. Anschließend erfolgt die evtl. nötige 
Impedanzwandlung via Verstärker/OpAmp.
Wer lediglich Sinussignale ausgeben möchte, der sollte es evtl. (und 
idealerweise) in Betracht ziehen bei Anlog Devices (www.analog.com) nach 
fix und fertigen DDS-Chips zu suchen (AD98xx-Serie), die man dann via µC 
steuern kann.

Karl schrieb:
> Hör mal auf zu schreien! Natürlich geht das. Dem PWM-DAC ist es
> schnurzegal woher die Werte stammen.

Ich schreie nicht. Ich stelle lediglich fest, bzw. korrigiere wo nötig.

Beim DDS-Verfahren gibt's keine PWM und schon gar nicht einen ominösen 
PWM-DAC! Und wer im Zusammenhang mit DDS auf einmal von einem PWM-DAC 
redet scheint möglicherweise (bzw. sogar höchstwahrscheinlich) nicht 
genau zu wissen, wie die DDS funzt.
Natürlich ist es auch möglich, dass wir evtl. alle das selbe meinen, 
aber einige einfach nicht den richtigen Terminus benutzten.
Eine (beliebige) Signalform via PWM-Signal zu erzeugen ist eine völlig 
andere Vorgehensweise als es ein DDS-Generator macht! Wer's nicht 
glaubt, sollte sich die Grundlagen/Prinzipien einfach noch mal 
anschauen.

Erst verstärken, dann filtern.
http://de.wikipedia.org/wiki/Friis-Formel

Raimund Rabe schrieb:
> Karl schrieb:
>> Hör mal auf zu schreien! Natürlich geht das. Dem PWM-DAC ist es
>> schnurzegal woher die Werte stammen.
>
> Ich schreie nicht. Ich stelle lediglich fest, bzw. korrigiere wo nötig.
>
> Beim DDS-Verfahren gibt's keine PWM und schon gar nicht einen ominösen
> PWM-DAC! Und wer im Zusammenhang mit DDS auf einmal von einem PWM-DAC
> redet scheint möglicherweise (bzw. sogar höchstwahrscheinlich) nicht
> genau zu wissen, wie die DDS funzt.
Was geht denn mit dir ab?
Das Verfahren um Wellenformen zu erzeugen(DDS) hat doch nichts mit der 
Wandlung nach Analog zu tun. Man kann sogar eine DDS haben und gar 
keinen DAC (wenn man die Kurvenform dann in einen Speicher schreibt).

Und "omönis" ist ein PWM-DAC wohl auch kaum!

Hauptsache du weißt, wie die DDS "funzt".

> Eine (beliebige) Signalform via PWM-Signal zu erzeugen ist eine völlig
> andere Vorgehensweise als es ein DDS-Generator macht!

Nicht zwangsläufig. Wenn man die PWM Frequenz als Träger benutzt, der 
anschließend rausgefiltert wird (Tiefpass), geht das durchaus.

> Wer's nicht
> glaubt, sollte sich die Grundlagen/Prinzipien einfach noch mal
> anschauen.

Ja, gleichfalls!

Simon K. schrieb:
> Raimund Rabe schrieb:
>> Karl schrieb:
>>> Hör mal auf zu schreien! Natürlich geht das. Dem PWM-DAC ist es
>>> schnurzegal woher die Werte stammen.
>>
>> Ich schreie nicht. Ich stelle lediglich fest, bzw. korrigiere wo nötig.
>>
>> Beim DDS-Verfahren gibt's keine PWM und schon gar nicht einen ominösen
>> PWM-DAC! Und wer im Zusammenhang mit DDS auf einmal von einem PWM-DAC
>> redet scheint möglicherweise (bzw. sogar höchstwahrscheinlich) nicht
>> genau zu wissen, wie die DDS funzt.
> Was geht denn mit dir ab?

Warum sollte mit mir etwas 'abgehen'?!? Ich bin die Ruhe selbst. 
Scheinbar im krassen Gegensatz zu anderen. ;-)

> Das Verfahren um Wellenformen zu erzeugen(DDS) hat doch nichts mit der
> Wandlung nach Analog zu tun.

Das ist soweit noch korrekt.

> Man kann sogar eine DDS haben und gar
> keinen DAC

Auch bis hier habe ich noch kein Problem damit.

> (wenn man die Kurvenform dann in einen Speicher schreibt).

Ab hier gehe ich nicht mehr konform, oder Du hast es anders gemeint?!
Beim DDS liegt die Kurvenform bereits im Speicher (ROM oder meinetwegen 
auch RAM) vor. Es wird nicht erst dann in den Speicher geschrieben.

> Und "omönis" ist ein PWM-DAC wohl auch kaum!

Ich weiss schon was du/ihr unter PWM-DAC versteht.

> Hauptsache du weißt, wie die DDS "funzt".

Yip, weis ich! Habe einen mal 'zu Fuss' aufgebaut - noch mit TTL-ALUs 
usw.

>> Eine (beliebige) Signalform via PWM-Signal zu erzeugen ist eine völlig
>> andere Vorgehensweise als es ein DDS-Generator macht!
>
> Nicht zwangsläufig. Wenn man die PWM Frequenz als Träger benutzt, der
> anschließend rausgefiltert wird (Tiefpass), geht das durchaus.

Nein!
Beim DDS wird fortlaufend ein Phasen-Offset addiert, mit dem man die 
spätere Ausgangsfrequenz bestimmt. Die höherwertigen Bits des Addierers 
bilden die Adresse für den Kurvenformspeicher, dessen Datenbits auf 
einen 'normalen' DAC gehen.
Die Daten im Kurvenformspeicher sind im Allgemeinen keine Signale für 
einen PWM-DAC.
Natürlich könnte man jetzt auf die Idee kommen die absoluten 
Spannungswerte mit denen der 'normale' DAC gefüttert worden wäre in ein 
Puls/Pausen-Verhältnis einer PWM umzuwandeln. Letzteres scheint wohl das 
zu sein, was ihr als "PWM-DAC" in Verbindung mit einer DDS benutzt, 
vermute ich jetzt mal!?!
Diese Methode würde aber die Kurvenform weiter verschlechtern, bzw. die 
obere Grenzfrequenz geht weiter in den 'Keller' oder es ist ein größerer 
Filteraufwand nötig.

Also, don't worry, be happy now, eine traditionelle DDS benutzt in 
keinem Fall einen PWM-DAC. Bei der Benutzung von µCs und wenn man 
externe Hardware vermeiden will/muss, so kann es durchaus sein die 
'Krücke' von PWM-DAC zu benutzen.
Mich würde mal die Qualtität (nachweislich) eines so von Euch erzeugten 
Signals interessieren. Berauschend dürfte es wohl nicht sein.

>> Wer's nicht
>> glaubt, sollte sich die Grundlagen/Prinzipien einfach noch mal
>> anschauen.
>
> Ja, gleichfalls!

q.e.d.???

@Hagen:

Ja, ist sicher nicht ganz das Schlechteste was man mit dem PWM-DAC 
erreichen kann. Für Low- bis Medium Quality sicher brauchbar, für 
High-Quality oder als klirrarmen Generator würde ich es mir jedoch 
verkneifen diese Methode der Analogspannungsgenerierung (mittels 
PWM-DAC) zu benutzen. Bei meinem damals entwickelten Generator gab's 
halt höhere Anforderungen. ;-)

Ach ja, und einen Class-D-Verstärker nachzuschalten ist soweit okay. 
Probleme (bezüglich Amplitudenstabilität) gibt's nur, wenn die 
Betriebsspannung der 'Endstufe' bei unterscheidlichen Lasten mehr oder 
weniger zusammenbricht. Natürlich nur, wenn die Class-D-Endstufe keine 
Rückkopplung haben sollte und lediglich aus einem reinen 
Schaltverstärker (z.B. simple Push-Pull-Anordnung mit zwei Transitoren) 
besteht.
Darum ein "JA, kann man machen, aber ..." als (Teil-)Antwort darauf, was 
man in welcher Reihenfolge anordnet.
Man muss sich halt immer fragen, was will man erreichen - und manchmal 
noch viel wichtiger, mit welchem Aufwand?!?

Raimund Rabe schrieb:
> @Hagen:
>
> Ja, ist sicher nicht ganz das Schlechteste was man mit dem PWM-DAC
> erreichen kann. Für Low- bis Medium Quality sicher brauchbar,

Na das hört sich dann schon ganz anders an, als das ursprüngliche 'geht 
nicht'

Raimund Rabe schrieb:
>> (wenn man die Kurvenform dann in einen Speicher schreibt).
>
> Ab hier gehe ich nicht mehr konform, oder Du hast es anders gemeint?!
> Beim DDS liegt die Kurvenform bereits im Speicher (ROM oder meinetwegen
> auch RAM) vor. Es wird nicht erst dann in den Speicher geschrieben.
>
>> Und "omönis" ist ein PWM-DAC wohl auch kaum!
>
> Ich weiss schon was du/ihr unter PWM-DAC versteht.

Hehe, was habe ich da geschrieben? "omönis"? :-)
Die Kurvenform muss ja nicht unbedingt aus einem Speicher kommen. Ein 
Rechteck oder Dreieck kann ja durchaus auch direkt aus dem 
Phasen-Akkumulator gebaut werden.
Was ich meine ist, das Ergebnis der DDS sukzessive in einen Speicher 
(zum Beispiel WAVE File) zu schreiben, statt die Daten Real-Time 
auszugeben.

DDS selber bezeichnet ja nur das Verfahren mit dem Phasenakkumulator. 
Nicht jedoch die Verwendung eines speziellen DACs oder dass die 
Wellenform Real-Time ausgegeben werden muss.

>>> Eine (beliebige) Signalform via PWM-Signal zu erzeugen ist eine völlig
>>> andere Vorgehensweise als es ein DDS-Generator macht!
>>
>> Nicht zwangsläufig. Wenn man die PWM Frequenz als Träger benutzt, der
>> anschließend rausgefiltert wird (Tiefpass), geht das durchaus.
>
> Nein!

Doch doch, ich weiß ja auch wie eine DDS (so grob!) funktioniert und du 
weißt es auch ;-)
Die DDS selber erzeugt diesen Träger natürlich nicht, das macht dann der 
PWM DAC. Zum Beispiel: Man erzeugt mittels DDS einen 1kHz Sinus und gibt 
den auf einen PWM DAC mit einer Trägerfrequenz von 100kHz (Das ganze 
natürlich eben pulsweitenmoduliert). Wenn man die Trägerfrequenz jetzt 
wieder rausfiltert, hat man das 1kHz Sinus Signal (idealerweise 
natürlich) wieder zurück.

> Natürlich könnte man jetzt auf die Idee kommen die absoluten
> Spannungswerte mit denen der 'normale' DAC gefüttert worden wäre in ein
> Puls/Pausen-Verhältnis einer PWM umzuwandeln. Letzteres scheint wohl das
> zu sein, was ihr als "PWM-DAC" in Verbindung mit einer DDS benutzt,
> vermute ich jetzt mal!?!
Genau darum gehts. Sollte ja auch erlaubt sein, dieses nach wie vor DDS 
zu nennen, da das Verfahren "DDS" ja nicht vorschreibt, wie die 
Ausgabewerte verwendet werden müssen.

> Diese Methode würde aber die Kurvenform weiter verschlechtern, bzw. die
> obere Grenzfrequenz geht weiter in den 'Keller' oder es ist ein größerer
> Filteraufwand nötig.
Klar, wie bei einem PWM DAC ist (idR) immer ein Filter zur Unterdrückung 
der Trägerfrequenz notwendig (zum Beispiel auch beim Class-D Verstärker. 
Zumindest bei langen Lautsprecherstrippen).

> Also, don't worry, be happy now, eine traditionelle DDS benutzt in
> keinem Fall einen PWM-DAC.
Muss ja nicht alles traditionell sein :-D

> Bei der Benutzung von µCs und wenn man
> externe Hardware vermeiden will/muss, so kann es durchaus sein die
> 'Krücke' von PWM-DAC zu benutzen.
> Mich würde mal die Qualtität (nachweislich) eines so von Euch erzeugten
> Signals interessieren. Berauschend dürfte es wohl nicht sein.
Nanana! Du bist voreingenommen. mit PWM-DACs kann man durchaus hohe 
Signalqualitäten erreichen. Wie gesagt, schau dir einen Class-D 
Audioverstärker an. Die Teile sind in der letzten Zeit extrem populär 
geworden. Teilweise extrem geringe Klirrfaktoren und das bei extrem viel 
besserem Wirkungsgrad(!).
Wichtig dabei ist, dass die Trägerfrequenz möglichst weit über der 
maximalen Signalfrequenz liegt. Dann kann der Filter sehr gut realisiert 
werden.

@Simon K.:

Na dann sind wir ja doch langsam 'alle' auf dem selben 'Nenner' - hehe.

Bzgl. Class-D kann ich nur sagen: Habe ich ebenfalls schon gemacht, d.h. 
zwar nicht bei "A" angefangen, sondern bei "T" wie "Tripath", aber auch 
ich bin von der Effizienz überzeugt. Der Klirrfaktor ist ausgesprochen 
gut, was bei dieser Art der PWM auch nicht verwundert - d.h. ohne feste 
Frequenz, sondern Spread-Spectrum, weil, abhängig vom Tripath-Chip, es 
sich dynamisch zw. 600kHz und bis zu 1,2MHz bewegt, abhängig vom 
eingespeisten Musiksignal.

Aber bedenkt man, dass man für eine Audiobandbreite von 20kHz einen Takt 
von bis zu 1,2MHz hat, so ergibt sich daraus ein Faktor von immerhin 60. 
Für "Shannon" reicht ja schon der Faktor von >=2. Und die meisten 
Class-D-Endstufen kommen auch nur in seltenen Fällen in die Region der 
600kHz - viele 'krebsen' bei nur 200...300kHz rum, um die Schaltverluste 
klein zu halten. Entsprechend fallen (leider) auch die Klirrfaktoren 
aus.

Nun, bei meinem DDS-Generator von damals, waren 100kHz obere 
Grenzfrequenz gefordert und der Ref.-Takt lag bei genau 2^24 
(=16.777.216Hz). Dadurch hätte man dann kein extrem Steilflankiges 
Filter benötigt, um die Grundfrequenz aus dem Nutzsignal zu entfernen. 
Für einen 'sauberen' Sinus habe ich dann aber besser gefiltert als 
eigentlich notwendig gewesen wäre. Wer weiss wozu man es eines Tages 
gebrauchen kann. ;-)

Wei auch immer - jeder verfolgt halt gern seine eigene Philosophie und 
beim DDS-Generator verkneife ich mir aus Performance-Gründen den 
PWM-DAC. Für einen 'Poor-Man'-Generator der möglichst wenig externe 
Peripherie benötigt ist der PWM-DAC sicherlich eine sehr gute 
Alternative. ;-)
Ich bin also nicht wirklich voreingenommen, sondern vielleicht ein wenig 
'festgefahren'. :-))