Hi.
Ich muss eine Regelspannung (Impedanz <=100kOhm) zwischen 2.5V bis 6V
erzeugen. Der Rippel soll <=2mV sein. Zur Verfügung steht ein PWM-Timer,
oder ich könnte auch einen xmega einsetzen und den dort vorhandenen DAC
verwenden.
Mir fehlt da jetzt aber die Idee, wie ich halt die 2.5-6V hinbekomme.
Die Versorgungsspannung ist 12V, die von einem Linearregler auf 3.3V
gesenkt wird. Damit wird der attiny oder der xmega versorgt. Ich kann
also auf 12V und 3.3V zugreifen.
Kann man sowas irgendwie relativ leicht mit einem OpAmp zaubern, oder
muss ich einen externen DAC kaufen, der 6V verträgt?
Jan schrieb:> Kann man sowas irgendwie relativ leicht mit einem OpAmp zaubern,
Ja, R2R-OPA, der 12V verträgt, in nicht invertierender Beschaltung. Gib
1.25 .. 3V aus und verstärke um Faktor 2. Du brauchst eh einen Tiefpass
für die PWM, dann dient der OPA auch als Buffer. Vielleicht auch mehrere
für einen aktiven Tiefpass höherer Ordnung bei deinen hohen
Anforderungen an den Ripple.
Jan schrieb:> (Impedanz <=100kOhm)
Kann alles heißen, bis runter zu nahe Null 😀. Was ist denn die minimale
Impedanz?
Du hast leider nichts zu Dynamik, Auflösung oder Genauigkeit gesagt.
Wenn das Analogsignal nicht zu dynamisch sein soll oder man die PWM
Frequenz beliebig hoch drehen kann, kann man das natürlich
dementsprechend leicht filtern. Manche uC bieten auch anstatt PWM noch
PCM oder PPM an wodurch man etwas mit dem Spektrum spielen kann wodurch
der Filter etwas leichter zu designen ist.
Ansonsten halt den DAC verwenden. Der Xmega hat scheinbar 1MSPS. Das ist
schon ein Wort. Dann noch ein OP dahinter und den Offset und Gain
anpassen.
Einfaches Dokument dazu:
https://www.ti.com/lit/pdf/sloa097
Das ist möglich: Damit wird mein 10 MHz Quarz per VariCap auf GPS-PPS
fein abgestimmt. In meinem Fall alles ohne zusätzlichen OPV mit 3
RC-Filter-Stufen.
Meine PWM nutzt 13 Bit, womit man bei Ubat = 5 V auf ca. 0,6 mV pro Step
kommt. Die Filterung sorgt für einen Ripple von 0,2 mV. (Zufällig dein
Zielwert), womit der Quarz < 0,1 ppm genau schwingen kann.
- PWM-Frequenz,
- PWM-Bits,
- Filterung und die
- Eigenschaften der Stell-Strecke (Wertänderung bei deinen 2,5 ... 6 V)
müssen alle gegeneinander und gegen die
- gewünschte Zeitdauer bis zum Einschwingen aufgerechnet werden,
um die Erfolgschancen abzuschätzen.
Jan schrieb:> Kann man sowas irgendwie relativ leicht mit einem OpAmp zaubern
Du musst die PWM filtern, und da kommt es beim von dir gegebenem Ripple
auf die Reaktionsheschwindigkeit an.
Ein ausreichendes einfaches RC Filter braucht ewig bis sich die Spannung
einpendelt. Ein steiles aktives Bessel Filter 4. Ordnung reagiert
schneller. Am schnellsten ist halt der DAC. Zur Umsetzung von 0-5V auf
2.5-6V tut es ein OpAmp. mit Glück (weil es nur Abschwächung und nicht
Verstärkung ist) auch ein Spannungsteiler an 12V.
http://www.lothar-miller.de/s9y/archives/11-RC-Glied-fuer-PWM.html
Jan schrieb:> Der Rippel soll <=2mV sein
Ist das jetzt eher ein theoretischer Wert? Oder hast du die Forderung,
dass die Ausgangsspannung 2,5-6V nur mit einem Rauschen/Ripple von 2mV
überlagert sein darf? Falls ja, dann stellt sich mir die Frage: sind da
auch noch andere größere (Last-)Ströme unterwegs? Denn 2mV sind für
Digitalschaltungen recht sportlich und bedeuten: viel Spaß beim Layout.
> eine Regelspannung (Impedanz <=100kOhm) zwischen 2.5V bis 6V erzeugen.HildeK schrieb:> Kann alles heißen, bis runter zu nahe Null 😀.
Wenn die <=100k die maximale Ausgangsimpedanz der zu erzeugenden
Spannung und damit der zu entwickelnden Schaltung ist, dann ist es recht
einfach.
Wenn mit <=100k allerdings die Eingangsimpedanz der nachfolgenden
Stufe gemeint ist, dann ist die Aufgabe nicht lösbar.
Allerdings wäre es hier wieder mal sinnvoll, die eigentliche Aufgabe zu
schildern, und nicht, wie die angestrebte Lösung aussehen soll.
Kurz: was soll denn da angesteuert werden? Gibt es ein Datenblatt
dazu?
Lothar M. schrieb:> Allerdings wäre es hier wieder mal sinnvoll, die eigentliche Aufgabe zu> schildern, und nicht, wie die angestrebte Lösung aussehen soll.> Kurz: was soll denn da angesteuert werden? Gibt es ein Datenblatt> dazu?
Typischer TO-Fehler, der sich ja nicht alles vorkauen lassen will :D
Anbei das Datenblatt. Geregelt werden soll die Ausgangsspannung des
Netzteils via µC auf einer externer Platine, die ihre eigene
Versorgungsspannung von den dort (am Stecker des Netzteils) auch
vorhandenen 12V beziehen wird.
Die 2mV sind nicht berechnet, sondern nur mal aus der Hüfte geschossen.
Wahrscheinlich wären auch 5mV noch ok, aber bei 36V Ausgangsspannung ist
der Regelverstärkungsfaktor 10.
Jan schrieb:> Die 2mV sind nicht berechnet, sondern nur mal aus der Hüfte geschossen.> Wahrscheinlich wären auch 5mV noch ok, aber bei 36V Ausgangsspannung ist> der Regelverstärkungsfaktor 10.
Bei 240mV Ripple/Noise und 180 mV Regelgenauigkeit vielleicht doch ein
bisschen überzogen?
Jan schrieb:> Dieter R. schrieb:>> Bei 240mV Ripple/Noise und 180 mV Regelgenauigkeit vielleicht doch ein>> bisschen überzogen?>> Äh nein? max. != typ.
Ja, und 7,2 != 10.
Anbei zwei Bessel-Filter (Fg=1Hz) mit zweifacher Verstärkung. Anhand der
PWM-Frequenz und der gewünschten Restwelligkeit bestimmst du die
endgültige Grenzfrequenz und skalierst dann alle C-Werte entsprechend.
