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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PWM-Frequenz - Wie hoch?


Autor: Bauer (Gast)
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Wenn ich bei 50% Pulsverhältnis 1kHz habe, wie ändert sich die Frequenz 
wenn ich das Pulsverhältnis auf 10% bzw. auf 90% ändere?

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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Gar nicht. Nur das Tastverhältnis ändert sich.

MW

Autor: Frankl (Gast)
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Die Frequenz bleibt konstant, nur das Puls-Pausen Verhältnis ändert 
sich.

Autor: Bauer (Gast)
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Hmm.. Sagen wir bei 50% hat mein Puls eine Dauer von 50ms.
Dann hat bei 10% mein Puls eine Dauer von 10ms.

Ein Puls von 10ms hat doch eine höhere Grundfrequenz als ein Puls von 
50ms!!

Autor: Otto (Gast)
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Nein, die Periodendauer und somit die Frequenz bleibt gleich.

Beispiel:

10% PWM -> 10ms ein, 90ms aus = 100ms
90% PWM -> 90ms ein, 10ms aus = 100ms

Gruss Otto

Autor: joi (Gast)
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nein...... guck dir doch mal die Abstände an, wann die Pulse 
anfangen.... die sind konstant! Nur die Länge variiert!

Autor: joi (Gast)
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otto war schneller :D

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Ein Puls von 10ms hat doch eine höhere Grundfrequenz als ein Puls von
>50ms!!

Nein, es sei denn, dein Nick stimmt ;-)

Also: Die Pulszeiten die du meisnt, sind DOCH NUR DIE EINschaltzeit. Du 
musst die Ausschaltzeit dazu mit betrachten:

duty      ein      aus      Periode      Frequenz
0          0ms     100ms      100ms        10
10        10ms      90ms      100ms        10
..
50        50ms      50ms      100ms        10
..
90        90ms      10ms      100ms        10
100      100ms       0ms      100ms        10

Falls aber die Ausschaltzeit konstant bleibt, dann ist das keine PWM 
mehr

Autor: Bauer (Gast)
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Ok, die Periodendauer bleibt gleich.

Die minimale, im Signal enthaltene Frequenz steigt aber mit niedrigerem 
Pulsverhältnis an. Die ist doch bei 10% 5 mal höher als bei 50%.

Oder ansers gesagt, wenn das 50% PWM bei einem Tiefpass noch durchkommt, 
kann es sein, dass das 10% PWM nicht mehr durchkommt.

Autor: Otto (Gast)
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NEIN !

Otto

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Die minimale, im Signal enthaltene Frequenz steigt
NEIN.
Die minimale ist immer die PWM, bzw. die Modulierte der PWM (falls sich 
das Tastverhältnis duty cycle] während der Zeit ändert)

Ist das Signal 50% Tastverhältnis, dann hat es gegenüber anderen d's die 
wenigsten Oberwellen!!!

Autor: Bauer (Gast)
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Ok, es geht mir einfach um folgendes.

Das PWM schaltet eine Last. Davor wird aber das PWM durch einen Tiefpass 
gelassen. Da kann ich ja das Tastverhältnis nicht beliebig klein machen 
(eben wil der das Signal mit 1% viel mehr oberwellen hat).

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Bauer wrote:

> Das PWM schaltet eine Last. Davor wird aber das PWM durch einen Tiefpass
> gelassen. Da kann ich ja das Tastverhältnis nicht beliebig klein machen
> (eben wil der das Signal mit 1% viel mehr oberwellen hat).

Das ist egal.  Der Sinn des Tiefpasses ist es ja, möglichst annähernd
Gleichspannung aus dem Signal zu machen, d. h. er wird normalerweise
so dimensioniert, dass selbst die Grundfrequenz der PWM bereits
unterhalb der Schnittfrequenz ist -- die Oberwellen sind es dann erst
recht.  Am Ausgang bleibt eine (leicht wellige) Gleichspannung übrig,
die proporzional zum Tastverhältnis ist => du hast auf diese Weise
einen einfachen DAC gebaut, der mit nur einem Portpin am Controller
auskommt.

p.s.:
Eine Last schalten kann die PWM dann natürlich nicht mehr.  Wenn
man schalten will, muss man ohne Tiefpass arbeiten.  Die Integration
der PWM-Frequenz muss dann woanders erfolgen (bspw. durch die
thermische Trägheit einer Glühwendel oder die mechanische Trägheit
eines Rotors).

Autor: Bauer (Gast)
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Oder ein konkretes Beispiel: Mein PWM Signal hat ein Tastverhältnis von 
50%, 300Hz. Das Tiefpassfilter 10kHz. -> PWM kommt durch.


Jetzt ändere ich das Tastverhältnis von 50% auf 0.1%. Da kommt bei einem 
10kHz Tiefpass garantiert nichts mehr durch!!!

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Bauer wrote:

> Oder ein konkretes Beispiel: Mein PWM Signal hat ein Tastverhältnis von
> 50%, 300Hz. Das Tiefpassfilter 10kHz.

Wofür soll dieser Tiefpass dann noch da sein?

Autor: JensG (Gast)
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Wozu brauchste da noch einen Tiefpaß bei 10kHz? Der soll doch glätten, 
somit hätte er doch bei 0,1% schon mal ganze Arbeit geleistet

Autor: Bauer (Gast)
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Vielleicht soll der Tiefpass ja gar nicht glätten, sondern ist einfach 
da.

Autor: 6637 (Gast)
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Also entweder will man den PWM zu einer Gleichspannung machen oder eben 
nicht. Im Zusammenhang mit Schaltern will man das genau nicht.

Autor: JensG (Gast)
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wieso ist er einfach da,ohne einen Zweck zu haben?

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Dann bau halt vor den falsch dimensionierten 10KHz Tiefpass noch einen 
richtigen.

Autor: David (Gast)
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frequenz = 1 / Periodendauer -> so einfach ist das...

Autor: Michael H* (Gast)
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mal zum grundverständis:
die periodendauer (kehrbruch der frequenz, damit direkt proportional) 
ist die minimäle länge zwischen zwei punkten mit gleicher 
phasenbeziehung. so. heißt anschaulich z.b.: nimmst einen nulldurchgang, 
ein wellen-tal, einen wellen-berg bis zum nulldurchgang. das ist deine 
periodendauer.
bei einer PWM macht man nix andres als die längen der berge und täler zu 
verändern, wobei die summe der tal- und berglänge gleich bleibt, da sie 
ja der periodendauer entspricht.
hatte früher auch verständnisprobleme damit.

..._|¯¯¯¯¯¯¯¯|________|¯...     - 50% tastverhältnis

..._|¯¯¯|_____________|¯...     - unter 50%

..._|¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯|___|¯...     - über 50%

aber alle mit gleicher periodendauer oder eben auch frequenz

Autor: Bauer (Gast)
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Die Grundfrequenz ist dieselbe, ja. Die Oberwellen sehen aber bei jedem 
Tastverhältnis ganz anders aus. Deshalb kommt ein 50% PWM nicht gleich 
durch ein Tiefpass wie ein 0.1% PWM.

Autor: Bauer (Gast)
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Ein 0.1 Prozent PWM hat zwar immer noch dieselbe Grundfrequenz, da aber 
der grösste Teil der Signalenergie in den Oberwellen ist, welche 
weggefiltert werden, bleibt fast nichts mehr übrig.

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Vorschlag: Schnapp dir SwitcherCad von LT, oder ein anderes SPICE, und 
simulier das einfach.
Da kannst du dir dann die FFT deines Signals vor und nach dem Tiefpass 
anzeigen lassen.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Vorschlag: Schnapp dir SwitcherCad von LT, oder ein anderes SPICE, und
>simulier das einfach.
>Da kannst du dir dann die FFT deines Signals vor und nach dem Tiefpass
>anzeigen lassen.

Oder du rechnest das mal mit der Hand. Da lernst du auch was dabei..
Und kannst sowas später einschätzen..

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Du kannst uns natürlich auch einfach mal verraten, welchen Sinn denn
der Tiefpass überhaupt haben soll, wenn du doch danach noch einen
Schalter betätigen willst.  Schalter will man möglichst schnell
umschalten (um die Schaltverluste klein zu halten), da ist der
Tiefpass kontraproduktiv.

Autor: Winfried (Gast)
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Im gewöhnlichen Fall macht ein Tiefpass genau das mit PWM, was man will 
- er glättet das Signal oder macht eine variable "Gleichspannung" draus.

Wie mir scheint, willst du etwas ganz anderes. Nennen wir es mal 
Blackbox, in die du ein PWM von 300 Hz reinschickst und es aus der 
Blackbox hinten genauso wieder rauskommt, egal wie das Tastverhältnis 
ist. Würde man hingegen ein 10KHz Signal anlegen, würde aus der Blackbox 
kein Signal mehr rauskommen.

Vielleicht erklärst du etwas mehr den Hintergrund, warum du sowas 
brauchst, dann kann man sich besser hineindenken. Sonst ist es ein 
Ratespiel, wo du nur häppchenweise mit weiterer Information rausrückst.

Autor: JensG (Gast)
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Und wenn Du etwas beschreibst/erklärst, dann beschreibe es im 
Zusammenhang (was wohl bei vielen ein generelles Problem ist), und nicht 
immer nur mit losgelösten Happen. Und vor allem, was Du damit bezweckst, 
damit wir uns in Deine Gedankenwelt besser hineinversetzen können. (z.B. 
konnte anfangs keiner ahnen, daß es Dir dabei um die Oberwellen geht).
Wenn's sein muß, beschreibe es in 20 Zeilen oder mehr, wenn es der 
Verständlichkeit gut tut ...

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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Angehängte Dateien:

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@Bauer

Um die allgemeine Diskussion zu beenden, hab ich mal alles Simuliert.
Die Ergebnisse sollten für sich sprechen.


Gruß Alexander

Autor: Bauer (Gast)
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@Alexander

Danke für die Simulation


>Vielleicht erklärst du etwas mehr den Hintergrund, warum du sowas
>brauchst, dann kann man sich besser hineindenken. Sonst ist es ein
>Ratespiel, wo du nur häppchenweise mit weiterer Information rausrückst.

Also, ich will eine LED per PWM dimmen. Beim Schaltregler für die LED 
(ZXLD1360) wird das PWM aber intern noch Tiefpassgefiltert. Jetzt frag 
ich mich, welchen minimalen Duty-Cycle ich noch verwenden darf.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Bauer (Gast)

>Also, ich will eine LED per PWM dimmen. Beim Schaltregler für die LED
>(ZXLD1360) wird das PWM aber intern noch Tiefpassgefiltert. Jetzt frag
>ich mich, welchen minimalen Duty-Cycle ich noch verwenden darf.

RTFM!

Es klappt immer wieder.

http://bestinbipolars.com/3.0/pdf/zxld1360.pdf

Seite 4.

MFG
Falk

Autor: Bauer (Gast)
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@Falk
Ja danke, hab ich kenn das Datenblatt.

Trotzdem interessiert mich, wieviel von diesem kleinen Puls (bei 1% PWM) 
hinter dem Tiefpass noch durchkommt. Denn der Strom der LED soll ja 
immer entweder 0 oder 100% sein, nichts dazwischen.

Wenn dann dieser kleine Puls extrem geglättet wird, liegt der Strom bei 
dieser Dimmung nichtmehr bei 100%, was die Farbe der LED verändert.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Bauer (Gast)

>Trotzdem interessiert mich, wieviel von diesem kleinen Puls (bei 1% PWM)
>hinter dem Tiefpass noch durchkommt. Denn der Strom der LED soll ja
>immer entweder 0 oder 100% sein, nichts dazwischen.

Das steht doch recht klar im Datenblatt!
Bei >10kHz kann man zwischen 25% und 100% Steuern, bei <500Hz zwischen 
1-100%.
Liegt der Eingang konstant auf GND hat man 0%.

>Wenn dann dieser kleine Puls extrem geglättet wird, liegt der Strom bei
>dieser Dimmung nichtmehr bei 100%, was die Farbe der LED verändert.

Falsch. Die Farbe ändert sich

a) sowieso minimal zwischen 1..100%, wenn der Ausgang linear gergelt 
wird. Das ist der Fall, wenn die PWM >10kHz ist. Seite 24
b) gar nicht, wenn die LED direkt per PWM gesteuert wird, weil der 
Pulsstrom konstant ist. Das ist der Fall, wenn die PWM <500 Hz ist. 
Seite 23

Ergo. Steuer das Ding mit 100 Hz an und alles ist paletti.

MFG
Falk

Autor: Bauer (Gast)
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>Ergo. Steuer das Ding mit 100 Hz an und alles ist paletti.

Wieso nur 100Hz? Sollte doch möglichst hoch sein.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Bauer (Gast)

>Wieso nur 100Hz? Sollte doch möglichst hoch sein.

Nein. Liess das verlinkte Datenblatt.

MfG
Falk

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