R/C Tiefpassfilter dimensionieren für PWM=>DC

[M. M. (bastler_74)]

Hallo,

Ich habe ein PWM Signal von 15V mit 463 Hz.
Daraus möchte ich ein DC Signal machen.

Verwenden möchte ich einen Tiefpassfilter 1. Ordnung, also einen R und 
ein C.
Wie die Schaltung aufgebaut wird ist mir als hobbybastler klar.

Meine Frage:

Welchen Wert muss R und C haben?
...und warum?

Suchfunktion und Google haben zwar viel zur Grenzfrequenz ergeben, aber 
nicht meine Frage beantwortet.

LG,
der Bastler

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

Für LC-Tiefpässe habe ich hier mal ein Kapitel im Wiki verfasst:
https://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_PWM#Tiefpassfilter-Berechnung

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Die Schwingungsbreite, also der Spitze-Spitze-Wert des Ausgangssignals
ist maximal

$$U_\mathrm{SS}\approx\frac{U_\mathrm H-U_\mathrm L}{4f\tau} \quad\text{für $\tau=RC\gg 1/f$}$$

U_H und U_L sind dabei die Spannungspegel des PWM-Signals, f die
PWM-Frequenz und τ die Zeitkonstante des RC-Glieds.

Dieses Maximum tritt bei einem Tastverhältnis von 50% auf.

Damit kannst du die minimale Zeitkonstante τ bestimmen. Ein großes τ
bewirkt aber auch eine trägere Reaktion des Ausgangssignals auf
Änderungen des Tastverhältnisses des PWM-Signals. Wenn deine
Anforderungen bzgl. Schwingungsbreite und Reaktionsgeschwindigkeit nicht
erfüllbar sind, brauchst du ein Filter höherer Ordnung, bspw. den von
Christoph vorgeschlagenen LC-Tiefpass.

[Alexxx (Gast)]

>> Welchen Wert muss R und C haben?
...und warum?
R & C bestimmen die Grenzfrequenz.
Wenn du sonst nix weiteres angibst, kannst du's mit der Grenzfrequenz
halten "wie der auf'm Dach!"

>> Welchen Wert muss R und C haben?
Müssen tun die gar nix. Freiheit des Entwicklers.

>> ...Daraus möchte ich ein DC Signal machen.
PWM ist schon DC!
Anders gefragt, "wieviel DC darf's denn sein?"
OT braucht Kristallkugel.

[Ingo L. (corrtexx)]

Wenn dein DC-Signal langsam und träge sein darf geht das. Sollte es 
allerdings schnell sein müssen, ist evtl. die Überlegung angebracht, 
einen kleinen STM32F0 an das PWM-Signal zu hängen und die DC-Sapnnung 
über den DAC + Verstärker ausgeben zu lassen.

[Egon D. (Gast)]

M. M. schrieb:

> Ich habe ein PWM Signal von 15V mit 463 Hz.
> Daraus möchte ich ein DC Signal machen.
>
> Verwenden möchte ich einen Tiefpassfilter 1. Ordnung,
> also einen R und ein C.

Das ist zwar möglich, aber ungünstig.


> Welchen Wert muss R und C haben?
> ...und warum?

Das hängt von der Belastung ab, die HINTER dem
Tiefpass kommen soll.

[M. M. (bastler_74)]

Hallo und Danke für die vielen Antworten.

Da wohl noch einige Infos fehlen hier mehr Details:

Die Schaltung dahinter ist von der Leistung eher klein.  Es werden zwei 
LED's betrieben, wenn eine bestimmte Spannung um ca. 9V anliegt.
In der Schaltung sind zwei Transistoren, vier mal R einmal C, eine 
Diode, 2 LED's und ein Spannungsregler verbaut. Der Gesamtstrom dürfte 
bei ca. 100mA bis 150mA liegen.

Die Spannung greife ich von einem Motor ab (Modellbau).

Mir geht es nur darum, dass ich nicht immer 0V oder 15V habe, sondern 
bei 1/3 Leistung ca. 5V, bei 1/2 Leistung ca. 7,5V usw...

Wenn da eine kleine Verzögerung Auftritt ist das nicht schlimm.

Ich versuche so wenig Bauteile wie möglich zu verbauen, da das 
Platzangebot im Modell sehr begrenzt ist.

Ich hoffe ich habe alle Fragen beantwortet.

[Naja (Gast)]

Naja. Die 100mA sollte einen nicht allzu grossen Spannungsabfall am R 
machen, oder was ist da vorstellbar ? Die 600Hz sind etwas schlaff. 
Bedeutet einen groesseren Cap.

Nehmen wir 2 volt am R, ergibt 20 Ohm, und das C dann vielleicht 1000uF

[Detlef _. (detlef_a)]

Hallo,

ich habe die ripple voltage für einen PWM output gefiltert mit einem RC 
Tiefpass berechnet und hier

Beitrag "Remaining ripple on a filtered PWM output"

dokumentiert.

math rulez!

Cheers
Detlef