Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 50Hz-Sinuskurve mit PWM-Tiefpass? Wie?


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von Bastler (Gast)


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Wie gut kriegt man eine 50 Hz Netzsinuskurve mit einem PWM-Ausgang vom 
Atmega mit RC Tiefpass hin? Welche Auflösung braucht man dafür, reichen 
8 Bit? Gibt es Erfahrungswerte für die Größen der Bauteile? Wer hat das 
schon gebaut?

: Verschoben durch Moderator
von Wolfgang (Gast)


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Bastler schrieb:
> Wer hat das schon gebaut?

Ich, feineinstellbar in der Frequenz, um einen Synchronmotor quarzgenau 
mit abweichender Drehzahl laufen zu lassen - war allerdings auf einem 
PIC.

> Welche Auflösung braucht man dafür, reichen 8 Bit?

Die Frage muss nicht lauten "reichen 8 Bit", sondern "reichen mir 8 
Bit". Was hast du für Ansprüche an die Qualität des "Sinus".

> Gibt es Erfahrungswerte für die Größen der Bauteile?

Erstmal braucht man einen Schaltplan. Vorher läßt sich über Bauteilwerte 
wenig sagen. Insbesondere kommt es auf die PWM Frequenz und auf die 
dranhängende Last an.
LTSpice hilft, ohne dass man sich die Finger verbrennen muss ;-)

von Bastler (Gast)


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Wegen dem Schaltplan interessieren mich die Bauteilwerte. Der Tiefpass 
darf ja nicht zu träge werden, der muß die 50 Hz schaffen. Und nicht zu 
schnell, dann bleibt zuviel von der PWM Frequenz übrig.

Welche PWM Frequenz und welche Auflösung und welche Bauteile hast Du 
genommen?

Die Sinusspannung soll kaum belastet werden vielleicht 20k gegen Masse 
stärker nicht.

von Helmut L. (helmi1)


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Bastler schrieb:
> Wie gut kriegt man eine 50 Hz Netzsinuskurve mit einem PWM-Ausgang vom
> Atmega mit RC Tiefpass hin?

Gut.

 Welche Auflösung braucht man dafür, reichen
> 8 Bit?

Es reicht sogar 1 Bit.  Rechteck ausgeben und mit Bandpass die 50Hz 
ausfiltern. Das du andere Frequenzen ausgeben moechtes schriebst du ja 
nicht.

von Falk B. (falk)


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Er meint die Auflösung der PWM.

von Falk B. (falk)


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@ Bastler (Gast)

>Welche PWM Frequenz und welche Auflösung und welche Bauteile hast Du
>genommen?

>Die Sinusspannung soll kaum belastet werden vielleicht 20k gegen Masse
>stärker nicht.

DDS

Beitrag "Re: SPWM auf Atmega8, bitte um Feedback hinsichtlich Optimierung"

von Wolfgang (Gast)


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Helmut L. schrieb:
> Es reicht sogar 1 Bit.  Rechteck ausgeben und mit Bandpass die 50Hz
> ausfiltern.

Bei den 8 Bit geht es um die Zeitauflösung. Die Amplitudenauflösung bei 
PWM ist immer 1 Bit.

Bastler schrieb:
> Welche PWM Frequenz und welche Auflösung und welche Bauteile hast Du
> genommen?

PWM-Frequenz war ca. 5 kHz, Bauteile PIC16F877 und ULN2803. Die 
Filterung hat der Motor selber gemacht (Stichwort: Induktivität).

von Third E. (third-eye)


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Wenn du nur eine konstante Frequenz brauchst: Nimm doch ein 
Phasenschiebernetzwerk. Das braucht dann nur ein Rechtecksignal mit 50% 
Tastverhältnis als Eingang und erzeugt einen Sinus mit rund 2 % 
Klirrfaktor. Mit TTL-Pegeln ergibt sich praktischerweise auch gleich ein 
DC-Offset von 2,5 V, sodass man das Signal mit der Amplitude in der 
Größenordnung 100 mV gut mit einem OP mit Single Supply verstärken kann.

Schaltung wie die Tiefpass-Topologie in folgendem Link:
http://www.electronicdeveloper.de/SinusPhasenschieber.aspx

Grüße
Third Eye

von Joe F. (easylife)


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Bastler schrieb:
> Welche PWM Frequenz und welche Auflösung und welche Bauteile hast Du
> genommen?

Zwischen PWM Auflösung und (Minimal-)Frequenz gibt es einen klaren 
Zusammenhang.
Es nützt dir wenig, wenn deine Frequenz zu niedrig ist, denn dann macht 
deine PWM Sprünge, die größer sind, als die Auflösung deiner PWM.

Bei 50 Hz hast du eine Periodenlänge von 20ms.
Die steilste Stelle des Sinus hat genau die Steigung 1, bezogen auf die 
Periodenlänge 2*PI. Und an dieser steilsten Stelle möchtest du ja eine 
PWM Änderung von genau 1/256 haben, um die Auflösung voll auszunutzen.

Dadurch ergibt sich:
1
freq_min = 1 / ( 0.02s / (2*PI) / 256) = 80424,8 Hz

Du kannst auch ein ganzzaliges Vielfaches davon nehmen, um den Sinus an 
den flachen Stellen zeitlich genauer aufzulösen, aber diese 80.4 KHz 
sind auf jeden Fall das Minimum, was du bei einer 8-Bit PWM benötigst.

Ein einfacher Low-Pass 1. Ordnung (R-C) mit Grenzfrequenz 200 Hz dämpft 
dir die 50 Hz mit -0.27dB, die 80 KHz allerdings schon mit -52dB.
D.h. du hast von deinen 50 Hz nach dem Filter noch 97%, die 80 KHz 
liegen bei ca. 0.25%.
Steilerer Filter macht die Sache natürlich noch besser.

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