Moin,
ich möchte zu Forschungszwecken die drei "Sinus"-Motorphasenspannungen
messen, die die Controllerbox einer Synchronmaschine erzeugt. Diese wird
per PWM (20 kHz) erzeugt. Dazu plane ich, mit Differentialtastköpfen
(https://www.amazon.de/dp/B074K4XPW3) jeweils zwischen zwei Motorphasen
zu messen. Allerdings läuft das Messsystem nur mit 20 kHz
Abtastfrequenz.
Um keine Informationen durch Unterabtastung zu verlieren, wäre es doch
sinnvoll, ein steiles 10 kHz Hardware-Tiefpassfilter einzusetzen, oder?
Weitere Filterung (um nachher das saubere Sinussignal rauszukriegen)
würde ich dann in Software machen, falls überhaupt nötig. Eine tiefere
Grenzfrequenz möchte ich für das Hardware-Filter nicht wählen, um das
Signal nicht noch stärker zu verzögern (mittelfristig möchte ich mit
verschiedenen Online-Identifikationsalgorithmen experimentieren).
Meine Fragen:
1. Ist dieses Vorgehen sinnvoll?
2. Habt ihr Tips für eine fertige Filterlösung? Der Ausgang des
Differentialtastkopfes liegt im Bereich -2,6 V bis 2,6 V. Ich habe bspw.
die MAX7400 bzw. MAX7403 Tiefpassfilter gefunden, aber wenn ich das
richtig verstehe, unterstützt dieser IC nur positive
Eingangsspannungen(?).
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1100000-1199999/001120642-da-01-en-IC_TIEFPASSFILTER_MAX7400EPA__DIP_8_MAX.pdf
Wenn ihr Denkfehler findet, freue ich mich über Hinweise ;-)
Danke für eure Tipps!
le ppq
Moin,
Jens E. schrieb:> Diese wird> per PWM (20 kHz) erzeugt.Jens E. schrieb:> Allerdings läuft das Messsystem nur mit 20 kHz> Abtastfrequenz.
Kannst du diese beiden 20 kHz synchronisieren?
Gruss
WK
Moin WK,
irgendwie ginge das sicherlich. Aber die 20 kHz sind nur die
Grundfrequenz des PWM-Signals, je nach duty cycle sind da ja noch viel
höherfrequente Anteile im Signal... Mit der Abtastrate von 20 kHz kann
ich nur Signale bis 10 kHz messen, ohne Aliasingprobleme zu bekommen.
Oder verstehe ich womöglich deine Frage falsch?
Danke, LG
ppq
Das so zu filtern wird in keinem Fall funktionieren. Man braucht
entweder eine analoge Filterung mit genügend geringer GF, die man dann
auch zuverlässig abtasten kann, oder ein vollkommen digital arbeitendes
Filter. Das erfordert noch höhere Abtastraten.
Wenn du dich, wie W.K. es andeutet, auf eine Flanke synchen kannst, wäre
es möglich, eine gewisse Zahl von Flanken zu sampeln und daraus die
P-Weite zu messen. Ohne eine ausreichende Messperiode geht das aber auch
nicht und die würde eine untere GF definieren.
Da kommst du mit der analogen Methode und einem DAC wahrscheinlich
weiter.
Moin Jürgen,
> Man braucht> entweder eine analoge Filterung mit genügend geringer GF, die man dann> auch zuverlässig abtasten kann,
nach dieser Lösung wollte ich eigentlich gefragt haben, ja. Gibt es wohl
analoge 10 kHz Filter-ICs für genau solche Zwecke? Oder muss ich das "zu
Fuß", passiv oder aktiv, selbst aufbauen? Für ein schön steiles Filter
stelle ich mir das sehr aufwändig vor.
Danke, LG
ppq
Moin,
Jens E. schrieb:> irgendwie ginge das sicherlich. Aber die 20 kHz sind nur die> Grundfrequenz des PWM-Signals, je nach duty cycle sind da ja noch viel> höherfrequente Anteile im Signal... Mit der Abtastrate von 20 kHz kann> ich nur Signale bis 10 kHz messen, ohne Aliasingprobleme zu bekommen.
Die synchronen 20kHz solltest du auf jeden Fall anstreben. Sonst werden
deine saemtlichen Messwerte mit der Differenzfrequenz der beiden Takte
froehlich vor sich hinwabern.
Du wirst mit einem gewissen Aliasingfehler leben muessen, eben weil
deine analogen Tiefpaesse nur endliche (und immer viel zu geringe)
Flankensteilheit haben werden.
Deine vorgeschlagenen MAX wuerd' ich dafuer keinesfalls hernehmen (oder
hoechstens, wenn deren Takt phasenstarr aus den 20kHz gewonnen werden
kann), denn das sind switched-capacitor Filter, die machen dir auch
sowas wie eine Abtastung mit den damit verbundenen Alias-Sauereien.
Fertige Tiefpassfilter kenn' ich keine, aber von Analog Devices gibts so
ne Online-Filterdesignsoftware:
http://www.analog.com/designtools/en/filterwizard/
Gruss
WK
