PWM to analog mit digitalen Tiefpass 2.Ordnung

[Max K. (nanoeffekt)]

Hi,
ich benötige eine gesteuerte analoge Spannung (0...1V) und würde dafür 
gerne eine PWM (100kHz) eines µC nutzen. Dazu würde ich die PWM auf 
einen digitalen TP 2.Ordnung geben. Berechnet habe ich diesen mit 
FilterPro von Texas Instruments (siehe Anhang). Die Grenzfrequenz habe 
ich etwa bei 1kHz gelegt. Jetzt wollte ich das ganze vorab mit PSpice 
simulieren, aber irgendwie kommt beim digitalen Tiefpass ein falsches 
Signal heraus. Als Operationsverstärker habe ich den LMV7219 von Ti 
verwendet. Die Versorgungsspannung des OPs ist +15V (unsymmetrische 
Betriebsspannung).
Ich habe auch eine analogen TP mal simuliert (einfaches RC-Glied) und da 
kann ich mit dem Duty-Cycle die Ausgangsspannung steuern.

Vielleicht hat ja jemand einen Tip für mich! Schönen Dank dafür.

Gruß

[ArnoR (Gast)]

Max Knuh schrieb:
> einen digitalen TP 2.Ordnung geben. Berechnet habe ich diesen mit
> FilterPro von Texas Instruments

Was redest du denn da? Das ist ein analoger Sallen-Key-TP.

> Als Operationsverstärker habe ich den LMV7219 von Ti verwendet

Na super, das ist ein Komparator mit interner Hysterese und *kein 
OPV*, damit kann man keine linearen Schaltungen bauen!

[Christian B. (chbalnuweit)]

Wie willst du das PWM Signal digital Filtern? Oder meinst du mit aktiv 
statt digital?

[Max K. (nanoeffekt)]

Oh, klar was schreibe ich denn... ich meine natürlich aktiv ;-)

[Helmut L. (helmi1)]

Max Knuh schrieb:
> ich benötige eine gesteuerte analoge Spannung (0...1V) und würde dafür
> gerne eine PWM (100kHz) eines µC nutzen.

Dann must dein OP auch bei 100kHz noch ueber genuegend 
Verstaerkungsreserve verfuegen sonst funktioniert dein Filter nicht. 
Besser ist es 2 RC-Glieder in Reihe zu schalten und dann am Ausgang nur 
einen Spannungfolger (Buffer), dann hat man dieses Problem nicht.

[Max K. (nanoeffekt)]

Danke für die Tips. Das mit der Hsysterse habe ich komplett übersehen! 
Habe jetzt 2 RC-Glieder hintereinander geschaltet mit Spannungsfolger 
(OP) und das scheint zu funktionieren. Gibt es dort irgendwelche Regeln 
wie man den TP 2.Ordnung für eine 100kHz PWM am besten auslegt. Der 
Rippel sollte dabei so klein wie möglich sein.

[Helmut L. (helmi1)]

Max Knuh schrieb:
> Gibt es dort irgendwelche Regeln
> wie man den TP 2.Ordnung für eine 100kHz PWM am besten auslegt. Der
> Rippel sollte dabei so klein wie möglich sein.

Der 2. Tiefpass sollte hochomiger sein als der erste dann gilt der 1. 
Tiefpass als quasi unbelastet. Dann must du dir ausrechnen ob dein 
Rippel am Ausgang klein genug ist fuer deine Anwendung. Danach kannst du 
dann die Grenzfrequenz der Tiefpaesse und deren Anzahl ausrechnen.

Ein Tiefpass 1. Ordnung macht 20dB / Dekade Abfall.
Deine beiden Tiefpaesse dann 40dB / Dekade.

Legst du den Tiefpass jetzt auf 10Khz aus bei deinen 100kHz PWM so 
sollte die Grundwelle des PWM Signales dann um 40 dB unterdrueckt sein.
Reicht dir das nicht muss du die Grenzfrequenz dementsprechend kleiner 
waehlen oder du fuegst noch eine Stufe dran. Allerdings dauert es dann 
auch laenger bis dein Analogwert eingeschwungen ist.

[Max K. (nanoeffekt)]

Alles klar, vielen Dank für die Antworten.

[ArnoR (Gast)]

Max Knuh schrieb:
> Der Rippel sollte dabei so klein wie möglich sein.

Quatsch, dann müsstest du die hochohmigsten Widerstände, die größten 
Kapazitäten und die hochohmigsten OPVs nehmen, die man kaufen kann, sehr 
viel Zeit haben und die Schaltung wird so groß wie ein Fussballstadion.

Du solltest also sinnvolle Angaben machen.

[m.n. (Gast)]

ArnoR schrieb:
> Du solltest also sinnvolle Angaben machen.

Mich würde auch interessieren, welche Auflösung bei welcher 
Einschwingzeit gebraucht wird. Je genauer das analoge Signal sein soll, 
desto genauer muß auch die Amplitude und Auflösung des PWM-Signals sein.
Bei höheren Anforderungen wird dann ein kleiner DAC mit interner 
Referenz vom Schaltungsaufwand günstiger. Beispiel MCP4821 o.ä.