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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Glättung PWM im unteren Spannungsbereich


Autor: bernd Sarotti (Gast)
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Hallo,

ich gebe an meinem MEGA8 über den PWM eine Spannung zwischen 0 und 5
Volt aus. Als Glättung habe ich ein einfache RC-Gilied (10k, 10µF)
eingesetzt. Leider ist die Restwelligkeit im unteren Spannungsbereich
(1,2 Volt) zu hoch. Ich habe deutliche Schwingungen auf der
Ausgangsspannung. Wie kann man diese weiter eliminieren ? Dazu habe ich
folgende Ideen bzw. Ansätze gefunden:

1. Vref bis ca. 2.5 Volt runtersetzen und mit einem Port Vref auf 5
Volt über 2,5 Volt hochsetzen. Rest per Software umschalten, d.h.
Gesamtspannungsbereich aufteilen in 0-2,5Volt und 0-5 Volt.

2. Aktiver Tiefpaß 2. Ordnung mit OP

3. Verwendung des MAX295 als Tiefpaß 8. Ordnung (1 IC und fertig).

Andere Ideen ?

Gruss

Bernd

Autor: Pablo Escobar (Gast)
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passiver tiefpass 2. ordnung, LC-Glied.

Esco

Autor: Wolfram (Gast)
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Andere Idee:
Du definierst welche Restwelligkeit du haben willst. Legst deine
PWM-Frequenz fest und dimensionierst deinen Tiefpass so, dass deine
Anforderungen erfüllt werden.

Autor: bernd Sarotti (Gast)
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Hallo,

mit dem Tiefpass haut es nicht hin. Das Signal sollte max +/- 0,02 Volt
schwanken.

Gruss

Bernd

Autor: Wolfram (Gast)
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>>mit dem Tiefpass haut es nicht hin
ja weil du ihn falsch dimensionierst

du hast ein Eingangssignal Amplitude 5V und willst am Ausgang eine
Amplitude von 0,02V.
Als erstes rechnest du aus welche Dämpfung du brauchst.
5V auf 0.02V gedämpft. Dämpfung in db
Ein Tiefpass 1. Ordnung hat 20db /Frequenz Dekade
2. Ordnung 40db /Dekade
etc.
Du kennst deine PWM Frequenz. Bei dieser Frequenz willst du deine
Dämpfung haben.
jetzt rechnest du zurück wo 3db Dämpfung liegen und dimensionierst den
Tiefpass entsprechend.

Autor: Wolfram (Gast)
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Solltest du damit irgendwelche Probleme haben könntest du mal ein Buch
lesen um zu verstehen was du da tust.
Wenn du dazu keine Lust hast gibt es bei microchip ein
Filterdesigntool.
Nur noch auf den Button clicken und du hast ein aktives Filter.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Hier fehlen ein paar Parameter:
wie hoch ist die PWM Freq?
wie schnell darf sich die Spannung ändern?
Dann kann man das schon was zu sagen...

Autor: bernd Sarotti (Gast)
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Danke für den Typ mit dem Filerdesignertool. Also ich takte meinen MEGA
8 mit 3686400 Hz. Die Ausgangsfrequenz des PWM ergibt sich beim
Prescale von 1 mit

3686400 Hz/1 / (2048*2) = 900 Hz.

Wie muß ich jetzt den Tiefpaß dimensionieren ?

Passband Frequenz = 900 Hz oder die Hälfte = 450 Hz ?

Stopband Frequenz = beliebig hoch z.B. 10000 Hz.

Gruss

Bernd

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Die Passbandfrequenz sollte nicht höher liegen, als deine maximal
gewünschte Ausgangsspannungsänderung des analogen Signals.
Wenn Du nur einemal pro Minute deine erzeugte Ausgangsspannung ändern
willst, reicht eine Frequenzgrenze deines Filters von 0.1Hz doch locker
aus. Willst Du wesentlich öfter Deine Werte verändern, so 2x in der
Sekunde, musst du 2Hertz als Filterparameter einsetzen. Kommt eben
drauf an, was Du mit deiner analogen Ausgangsspannung anstellen willst.

Autor: bernd Sarotti (Gast)
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Opps,

wie berechne ich die Ausgangsfrequenz des PWM. Hier

http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Bascom_...

steht PWM-Frequenz (10 Bit, Prescale = 1) = Timer-Frequenz / (2048*2) =
900 Hz.

Im Tutorial steht PWM-Frequenz = Timerfrequenz /2046 = 1801 Hz.

Wer hat Recht ?

Autor: bernd Sarotti (Gast)
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Also,

ich möchte ca. 6x/Sekunde meine Ausgangsspannung ändern, daraus ergibt
sich 6 Herz.  Wer kann mir den Zusammenhang zwischen PWM Frequenz und
Tiefpaß darstellen. Ich habe doch nur eine Grenzfrequenz bei der
Dimensionierung des Tiefpaßes.

Bin ratlos.

Bernd

Autor: Unbekannter (Gast)
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Also, Deine Signalfrequenz beträgt 6 Hz. Der Filter soll diese  6 Hz
durchlassen. Deine PWM-Frequenz beträgt 900 Hz. Der Filter soll diese
Frequenz nicht durch lassen.

Du willst 0,02 Volt Ripple, und die PWM-Spannung beträgt 5 Volt.

  Also: 5 Volt / 0,02 Volt = Faktor 250 = 48 dB

Da reicht ein Filter 2. Ordnung locker aus. Der macht pro Dekade 40 dB.
Da hast Du sogar noch ordentlich Luft.

In das Filterberechnungsprogramm gibst Du diese Werte einfach ein: Typ
Lowpass, Passband 6 Hz, Passbanddämpfung 1 dB, Stoppband: 900 Hz,
Stoppbanddämpfung 50 dB.

Autor: Dennis Strehl (Gast)
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Wobei man dazu sagen muss, dass man, wenn man den Filter auf eine
Grenzfrequenz von 6 Hz berechnet, am Ausgang bestimmt kein Rechteck
mehr haben wird.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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hier dürfte wieder dieses abtasttheorem zum tragen kommen (Nyquist oder
so?).
Selbst, wenn B.Sarotti das Filter mit der doppelten Freq.(12hz)
berechnen lässt, ist er immernoch weeiit von den 900 oder 1800Hz
entfernt.
Ein Rechteck kommt da sicher nicht mehr raus, da hat Dennis sehr wohl
Recht!

Aber ich sagte ja schon - kommt eben drauf an, was man machen will...

Autor: bernd Sarotti (Gast)
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Hi Leute,

danke ich werde dies umgehend ausprobieren.

Gruss

Bernd

Autor: Unbekannter (Gast)
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Wo stand dass "bernd Sarotti" nach der Filterung noch ein Rechteck
haben will? Er schrieb nur, dass er die Spannung ca. 6 mal die Sekunde
ändern möchte.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Eben kein Rechteck mehr, sondern eine Spannung ohne Ripple (bzw mit
wenig)

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Simon, nicht die PWM Frequenz ist mit Rechteck gemeint, sondern die
rasche Änderung der Ausgangsgröße innerhalb einer bestimmten Zeit.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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ahso. Ok ;)

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