Hallo, ist es irgendwie möglich eine wirklich genaues PWM Gleichstrom level aus einem PWM Signal zu erzeugen? Ich habe hier ein mega8, Hardware PWM ohne prescaler (=> 16Mhz Quarz). Wenn ich den PWM Mittelwert nehme stimmt auch alles (=> PWM Signal ist in Ordnung). Wenn ich daraus dann aber eine Gleichspannung machen will (mittels RC-Tiefpass) schwankt die Spannung noch um rund 15mV. Als RC Tiefpass hab ich zurzeit 100k / 100µ Elko+100n MKS4 daraus ergibt sich eine Grenzfrequenz von rund 16mHz. Hat jemand einen Tipp für mich wie ich die Spannung noch genauer bekomme? Oder ist das unmöglich?
Ich würde mal sagen, du hast irgendwas anderes gemessen. Ansonsten versuch es mal mit Mehrstufigen RC Gliedern, RC -> RC -> RC Wenn dann immer noch was ankommt, dann stammen die Störungen mit Sicherheit noch von der PWM.
@gansen >ist es irgendwie möglich eine wirklich genaues PWM Gleichstrom level aus >einem PWM Signal zu erzeugen? Sicher, mit dem richtigen Filter. >Ich habe hier ein mega8, Hardware PWM ohne prescaler (=> 16Mhz Quarz). 8/9 der 10 Bit PWM? Bei 10 Bit macht das ~ 16 kHz PWM Frequenz. >Wenn ich den PWM Mittelwert nehme stimmt auch alles (=> PWM Signal ist >in Ordnung). Wie "nimmst" du den Mittelwert? >Wenn ich daraus dann aber eine Gleichspannung machen will (mittels >RC-Tiefpass) schwankt die Spannung noch um rund 15mV. Womit gemessen? >Als RC Tiefpass hab ich zurzeit 100k / 100µ Elko+100n MKS4 >daraus ergibt sich eine Grenzfrequenz von rund 16mHz. Naja, bissel Overkill. Ich hab mal vor einiger Zeit was simuliert, ein einfacher RC-Tiefpass mit 47 kOhm und 68 nF macht noch 25 mV Ripple. Wenn man den zweimal hintereinander verwendet sind es nur noch 64 uV (Mikrovolt!) >Hat jemand einen Tipp für mich wie ich die Spannung noch genauer >bekomme? Siehe oben. >Oder ist das unmöglich? Nicht ist unmöglich, T******A. ;-) Mfg Falk
sind 10 Bit, Mittelwert wurde mit einem DSO gemessen (hat eine Funktion um den Mittelwert über einen bestimmten Zeitraum zu messen). Und danke für den Tipp mit den mehreren Tiefpässen, klappt wunderbar, bin jetzt mit 3 Stück auf ~20µV. Muss die natürlich noch ein wenig kleiner machen (dauert jetzt fast 2 Minuten bis sich der Wert eingestellt hat). Jetzt würde mich natürlich noch interessieren warum mehrere soviel besser funktionieren als einer alleine? Funktionieren Tiefpässe besser wenn der Frequenzunterschied nicht so groß ist?
@gansen >sind 10 Bit, Mittelwert wurde mit einem DSO gemessen (hat eine Funktion >um den Mittelwert über einen bestimmten Zeitraum zu messen). Wer Mist misst, misst Mist. Du misst im wesentlichden das Rauschen vom DSO (und das ist meist beachtlich) sowie vom Messaufbau. >Und danke für den Tipp mit den mehreren Tiefpässen, klappt wunderbar, >bin jetzt mit 3 Stück auf ~20µV. Muss die natürlich noch ein wenig >kleiner machen (dauert jetzt fast 2 Minuten bis sich der Wert >eingestellt hat). Auf deinem DSO. Das ist Quark. Die Tiefpässe haben in Summe ca. 20 Hz Grenzfrequenz, in der Simulation hat sich ein neuer Wert nach ca. 50ms eingeschwungen. >Jetzt würde mich natürlich noch interessieren warum mehrere soviel >besser funktionieren als einer alleine? Wei die zweite Stufe nochmal den schon wesentlich kleineren Ripple nochmal verkleinert, quasi eine verkettet "Division" des Ripples. >Funktionieren Tiefpässe besser wenn der Frequenzunterschied nicht so >groß ist? Welcher Freqeunzunterschied? MFG Falk
Danke für die Erklärung. Mit Frequenzunterschied meinte ich wenn man z.B. von 16kHz direkt auf 50Hz (oder z.B. halt 16kHz, 5kHz, 50Hz). Mit den zwei Minuten hab ich mich drauf bezogen wenn ich von 0V auf 5V geschaltet habe. Ich hab hier noch meine Overkill Lösung mit rund 100µF und 150k, etc. Da dauert es ziemlich lange bis die Kondensatoren alle aufgeladen sind.
Hi, der Ripple ist nicht wegzubekommen. Das liegt nicht nur an der PWM, jedoch sollte bei Rechteckimpulsen beachtet werden, dass das Frequenzspektrum unendlich ist, also ziemlich alles vertreten ist. Nimmt man nun einen TP von grad eins, also einfacher RC, dann dämpft dieser ab der Grenzfrequenz fg mit 20dB je Dekate. Währe fg also jetzt 10kHz, dann hätten wir bei 100kHz 20dB Dämpfung. In unserm Fall heißt dass, das also immernoch Anteile der PWM enthalten sind, aber eben gedämpft. Nimmt man nun einen TP zweiten Grades als 2 RCs hintereinander sind es schon 20dB Dämpfung. Somit wird der "Cut" nach fg immer stärker. Wenn's aber zudem um mV oder nV geht, sollte auch beachtet werden, dass zB Rauschen (thermisch im R oder im OPV) zu einem "zappeln führt", da macht dann dein überdimensionierter TP auch nix gut, wenn du in der verwendeten Hardware sparst. Des weiteren musst du die andere Aspekte auch auf die Waagschale legen. Ich benutze die PWM um Lichter zu dimmen und will da auch mal schnell ne Änderung. Dazu ist die StepResponse zu beachten. Also ein Wertesprung von zB 0V auf 5V. Wenn du dir ein TP 3te Grades gebastelt hast, kannst du zB mit ner LaplaceTransformation ein Stepresponse machen (gibt bestimmt Freeware die sowas macht, oder zB Matlab, oder per Hand ausrechnen) und du siehst genau, wie die Schaltung sich verhält, sprich, wie lang es dauert, bis der gewünschte Wert sich eingestellt hat. (Ich glaub ich laber zu viel :-) ) Wenn du solch genaue Spannungen brauchst, solltes du dich aber mal über richtige DACs schlau machen. Die gibts Stellenweise mit dem SPI oder wie das heißt... ähhh 2WireInterface und da haste dann den Stress net, oder baust was, soo... Richtung DualSlope Wandler... einfach mal googlen. Gruß
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