Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PWM-Signal glätten


von Max (Gast)


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Hallo zusammen,
gibt zwar schon einen anderen Thread jedoch ist der geschlossen.
Ich habe nicht ganz verstanden, wenn ich das PWM Signal mit einem 
RC-Glied glätte, ist dann die Ausgangsspannung linear. Also zum Beispiel 
wenn ich ein PWM-Signal mit 0-5 V habe und eine Pulsweite von 80%, ist 
dann die Gleichspannung auch 80% von 5V also 4V, oder nur 2,5V?

Danke,
Max

von Marcus P. (marc2100)


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Hi,
die Spannung liegt "effektiv" bei 4V, +-der ripple der nach dem Filter 
überbleibt.

von Bernie (Gast)


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Ja, grundsätzlich ist der zeitliche Mittelwert eines
PWM-Signals LINEAR mit dem duty-cycle (T-On/T-Periode)
verknüpft.

GRUNDSÄTZLICH bedeutet, dass Schmutzeffekte wie
Überschwinger, schlechte Signalflanken, von U+ abweichende
High-Pegel und/oder von U- (Gnd) abweichende Low-Pegel
keinen nennenswerten Einfluss haben.

Um den ZEITLICHEN MITTELWERT des PWM-Signals einer Gleichspannung
mit diesem Wert anzunähern, muss das PWM-Signal durch einem Tiefpass
(z.B. R-C-Glied) gehen.

Dieser Tiefpass (und nachfolgende Schaltungen) dürfen das
PWM-Signal aber nicht belasten!

von Bastler (Gast)


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Bernie schrieb:
> GRUNDSÄTZLICH bedeutet, dass Schmutzeffekte wie
> Überschwinger, schlechte Signalflanken, von U+ abweichende
> High-Pegel und/oder von U- (Gnd) abweichende Low-Pegel
> keinen nennenswerten Einfluss haben.

Tatsächlich ist es so, dass der von U+ abweichende High-Pegel der 
höchste Pegel des gefilterten Signales (100% DC) ist und der von Gnd 
abweichende Low-Pegel der niedriegste Pegel (0% DC) ist. Diese beiden 
Werte stellen also grundsätzlich die Grenzen für das Ausgangssignal dar.

von Max (Gast)


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> Dieser Tiefpass (und nachfolgende Schaltungen) dürfen das
> PWM-Signal aber nicht belasten!

Ich möchte mit der geglätten Spannung einen Operationsverstärker 
speisen, ist das möglich?
Gruß

von Bastler (Gast)


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Max schrieb:
> Ich möchte mit der geglätten Spannung einen Operationsverstärker
> speisen, ...?

Bernie schrieb:
> Dieser Tiefpass (und nachfolgende Schaltungen) dürfen das
> PWM-Signal aber nicht belasten!Beitrag melden | Bearbeiten | Löschen |

Was meinst du in diesem Zusammenhang mit "speisen"?

von Max (Gast)


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Nicht als Spannungsversorgung sondern als Eingang?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Max schrieb:
> Nicht als Spannungsversorgung sondern als Eingang?

Das kommt auf die Schaltung an. Ein PWM-Ausgang wird heutzutage meist 
CMOS sein, ist also relativ niederohmig (kann belastet werden ohne daß 
sich der Pegel nennenswert verändert).

Nach dem RC-Glied zur Glättung/Umwandlung des PWM-Signals in eine 
Gleichspannung, ist das Signal nicht mehr niederohmig und bricht bei 
Belastung entsprechend zusammen. Es kommt also auf den 
Eingangswiderstand der nachfolgenden Schaltung an, was da passiert.

Z.B. hat ein nichtinvertierender Verstärker mit OPV einen recht hohen 
Eingangswiderstand (je weniger Verstärkung, desto höher). Im Idealfall 
V=1 (aka Spannungsfolger) eignet sich so ein OPV deswegen prima, das 
geglättete PWM-Signal zu puffern. Am Ausgang des OPV kann man das Signal 
dann wieder belasten.


XL

von Bernie (Gast)


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Klar kannst du das "geglättete" Signal an einen
Operationsverstärker "verfüttern":

1) WENN das R vom RC-Glied den PWM-Ausgang und den
+Eingang des Operationsverstärkers verbindet
und das C des RC-Glieds vom +Eingang des
Operationsverstärkers nach Masse geschaltet ist.

2) UND WENN sichergestellt ist, dass das Eingangssignal
des Operationsverstärkers ausreichend Abstand zur
positiven und negativen Betriebsspannung des
Operationsverstärkers hat, WIRD was Vernünftiges
aus einem Operationsverstärker herauskommen, dessen
Verstärkung so eingestellt ist, dass die minimale und
maximale Ausgangsspannung auch ausreichend Abstand zur
positiven und negativen Betriebsspannung des
Operationsverstärkers hat.

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