Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Anit-Alaising Filter für ATMEGA8 ADC


von Michael H. (Gast)


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Hallo zusammen

Ich wollte an einen Aufwaertswandler mit 20V Ausgangsspannung betreiben. 
Die Schaltfreqenz sollte 60kHz betragen. Ich wollte an einem ATMEGA8 den 
AD-Wandler ADC0(Eingangsspannung) und ADC1(Ausgangsspannung) laufen 
lassen mit einer Frequenz von 60kHz. Nun beschaeftige ich mich mit den 
Fragen:
-sollte das Anit-Aliasing-Filter aktiv oder passiv sein
-Welche Ordnung ist fuer das Filter angebracht
-Wo lege ich die Grenzfrequenz hin
-sollte die Abtastfrequenz hoeher als die Schaltfreqenz sein

Das Anti-Aliasing-Filter soll aus einem Tiefpassfilter 2. Ordnung mit 
zwei hintereinandergeschalteten RC-Gliedern bestehen. Die Grenzfrequenz 
moechte ich auf 20kHz legen. Da sich der Eingangswiderstand des ATMEGA8 
im Bereich von MEGA-Ohm bewegt, ist es meiner Ansicht nach ausreichend, 
wenn das Filter passiv ist und von 2. Ordnung ist. Das RC-Glied besteht 
aus (2x 100kOhm, 500pF).

Dazu moechte ich einen hochohmigen Spannungsteiler mit 100kOhm(20kOhm 
unten, 80kOhm oben) vor den AD-Wandler schalten. Am unteren 
Spannungsteilerwiderstand liegen somit, bei einer Maximal-Messspannung 
von 25V, 5V am AD-Wandler-Eingang anliegen.

Hat jemand mit Erfahrung andere Vorstellungen, wie das 
Anti-Aliasing-Filter auszulegen ist?

Vielen Dank fuer Kommentare!

Michael

von Anja (Gast)


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Hallo,

- der Adc hat bei voller Auflösung eine maximale Wandelrate von ca 15 
kSps
- bei 2 Kanälen gerade mal die Hälfte
- die Eingangsimpedanz gilt nur wenn nicht gemessen wird
- bei aktiver Messung muß die Quellimpedanz unter 10kOhm für volle 
Genauigkeit sein

> Hat jemand mit Erfahrung andere Vorstellungen, wie das
> Anti-Aliasing-Filter auszulegen ist?
Das richtet sich hauptsächlich nach der Abtastfrequenz die benötigt 
wird.

Du hast noch nicht gesagt wofür Du die Meßwerte brauchts. Nur für eine 
Anzeige oder willst Du damit regeln. (Welche Regelbandbreite hat deine 
zu regelnde Strecke?)

Gruß Anja

von Kurt (Gast)


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So ganz kann der Fragestellung noch nicht folgen:

Den A/D-Wandler im Mega8 kann man bis etwa 200 kHz
betreiben. Dazu stellt man den entsprechenden Prescaler
so ein, dass er mit etwa 100 bis 200 kHz arbeitet.

Eine Wandlung dauert 13 Takte, so dass du maximal mit
etwa 8...15 kHz Abtastfrequenz arbeitest.

Damit kann man bei optimaler Filterung nur ein Signal
von 4...7,5 kHz erfassen. (Aber noch lange nicht in
allen Einzelheiten analysieren!)

Was hat das ganze jetzt mit der Schaltfrequenz vom
Aufwärtswandler zu tun?

von Michael H. (Gast)


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Hallo,

mir scheint es als, dass ich mein Regelungskonzept noch einmal 
überdenken muss. Wenn man nur einen Messwert bei einer Sampel-Rate von 
5kHz erfassen kann, muss ich mir noch einmal etwas einfallen lassen.

Ist es denn möglich sich eine schnellere Wandlungsrate auf Kosten der 
Genauigeit der Wandlung zu erkaufen, und wie geht das ?

>Du hast noch nicht gesagt wofür Du die Meßwerte brauchts. Nur für eine
>Anzeige oder willst Du damit regeln.
Ich möchte auf die Ausgangsspannung regeln. Dabei begrenze ich die 
Regelstrecke am Ausgang des Reglers, d.h. den Duty Cycle des PWM Zyklus, 
zwischen 0,05 und 0,95. Die Eingangsspannung ist eine Zwei-Wege 
gleichgerichtete Wechselspannung.

Aber meine eigentliche Frage ist mir noch nicht klar:
-Vorausgesetzt ich verwende einen Spannungsteiler für die Messgroesse, 
im Bereich von 10kOhm. Ist es dann möglich einen passiven 
Anti-Aliasing-Filter zu verwenden, oder sollte dieser aktiv sein 
(Butterwoth oder Tschebeyscheff). Ich tendiere eigentlich zu der 
einfacheren Lösung (passives Filter 2. Ordnung).
>Das richtet sich hauptsächlich nach der Abtastfrequenz die benötigt
>wird.
Wieso richtet sich das nach der Abtastfrequenz ?


Gruss Michael

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