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Thema: PWM DAC ganz glatt bekommen ?

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Vitis
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    PWM DAC ganz glatt bekommen ?

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    HI Forum,

    ich hab ein kleines Problem mit nem Sensor, der mit einer variablen
    eingangsspannung versorgt werden muss und dabei mit Vorwiderstand auf gerade mal 100 Ohm kommt.
    Dabei soll die Schaltung möglichst klein bleiben.
    Mein Lösungsansatz war die Variable Spannung per PWM zu erzeugen.
    Also vom µC Port 4,7KR Basisvorwiderstand auf Basis BC337/25,
    Kollektor auf +5V, auf Emiter gegen GND 10µF als Emiterfolger.
    Am C wird die Spannung für den Sensor abgegriffen.
    also Sensor und C sind parallel.
    Mein Problem ist nun, das die Spannung noch eine Restwelligkeit
    von 0,5V hat.
    Ach so, PWM-einstellung ist 9Bit auf 8MHZ Prescaler=1
    Hab auchschon mit 8Bit probiert, hat nicht wirklich was gebracht,
    aber mit 9 Bit hab ich n etwas größeren Einstellbereich, was mir gut gefällt.
    (8,33KHz)

    Habt Ihr nen Tip wie ich dieRestwelligkeit gegen 0 bekomme ?

    Die Spannung konstant zu bekommen ist an sich kein PRoblem,
    solange ich nicht belaste, aber sobalt ich den Sensor anhänge
    kommt die Welligkeit wieder rein.

    Ach so, es soll kein externer DAC dran und hab auch schon mal
    mit m LM10 OpAmp probiert, der bringt den Ausgangsstrom (28mA)
    nicht zusammen
    Vor den Erfolg haben die Götter den Schweiß gesetzt

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Auf jeden Fall nicht mit einem passiven RC-Filter. Nimm einen Tiefpass hinter der PWM und dann einen OP als Spannungsfolger oder setz den Emitterfolger hinter den Tiefpass. Ich würde eher zu einem OP tendieren, 50mA sollten wohl machbar und erhältlich sein.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Re: PWM DAC ganz glatt bekommen ?

    Zitat Zitat von Vitis
    ............Habt Ihr nen Tip wie ich dieRestwelligkeit gegen 0 bekomme ?.............

    Definier das mal genauer.

    Wie groß darf die Restwelligkeit denn nun maximal sein ?

    Vieleicht wäre ein R2R-DAC besser für dich.
    Gruß
    Ratber

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Vitis
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    Der Haken der Geschichte ist, das die Restwelligkeit
    kapazitiv in den Ausgang des Sensors gekoppelt wird, sprich
    durch die Welligkeit wird mein Ausgangssignal verzerrt.

    Der Sensor hat 2 Kreise. der Eine ist quasi die Sollwertvorgabe
    und der zweite ist die Abweichung vom Sollwert.
    Der Sensor arbeitet so, das die Differenz zwischen soll und ist
    gleich gehalten werden soll, sprich bei Abweichung wird der
    Sollwert nach oben oder unten nachgeregelt.
    Das Messergebniss ist dann das Tastverhältniss der PWM.

    Im Moment hab ich flukturierende Werte im Bereich dezimal
    175 bis 180 als Nullwert, Maximalausschlag währe 193 bis 196,
    wobei der Verlauf nicht linear ist, sondern log.
    Ich hab halt als Drift also 3-5 Digits ... nach meinem Geschmack
    etwas zu viel als Quantisierungsfehler.

    Im Prinzip könnt ich die Sollvorgabe des Sensors direkt mit der PWM
    betreiben, aber dann bekomm ich extreme Oberwellen in das
    Ausgangssignal, auch wenn ich den zweiten Kreis separat mit
    stabilisierter Spannung versorge.

    n externen DAC möcht ich mir halt platzbedingt sparen weil die
    LP später möglichst klein werden soll.
    Es sollen n Mega8 N Tiny15 n LTC485, n 7805 LM10 als Impedanzwandler
    und sonstiges Hühnerfutter auf 3,5 x 2,5 cm schon drauf
    Vor den Erfolg haben die Götter den Schweiß gesetzt

  5. #5
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    In deiner Schaltungsbeschreibung hab ich den tiefpass nicht gefunden.

    Löt doch mal die 10uf an die Basis des Transistors. so wirkt der tiefpass besser. Dann wird die Ausgangsspannung glatt sein.

    Gruß Stupsi

  6. #6
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    Ja,wo du es sagst,fällts mir auch auf.

    Ich hab mal eben was aufgebaut und am Oskar bewundert.



    PWM ca. 100 Khz

    Bei 25% habe ich an C1 noch eine Restwelligkeit von ca. 190mV an C2 ca. 40mV
    Bei 50% ca. 200mV und 50mV
    Bei 75% ca. 210 und 65mV

    Mit einer dritten Stufe wirds noch besser aber auch die Zeit bis die Spannung entsprechend der PWM steht wird länger.

    Mit etwas Optimierung in Punkto Dimensionierung dürfte da noch einwenig zu holen sein aber eine Restwelligkeit bleibt immer.

    Natürlich kann man auch eni LC-Filter aufbauern.

    @Vitis

    Wenn man aber schon 2 oder mehr Stufen baut dann kann man auch gleich ein kleines R2R Netz aufbauen.
    Das ist in Punkto Stabilität weit besser und die Drift ist auch geringer.

    Wenn man SMD-Netze nimmt dann kommt so ein 8-Stufiger R2R kleiner als eine 2 Stufige Filterversion mit Elkos.

    Preislich etwas teurer aber Platzmäßig am kompaktesten ist ein Single-DAC im SO8 Gehäuse.
    Die gibt es für I2C,SPI,485 usw. in 8-16 Bit schon für kleines Geld.


    Denk mal drüber nach und such dir was raus.
    Gruß
    Ratber

  7. #7
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    Also ich hab das folgende Schema mal zusammengesteckt,
    läuft soweit auch ganz befriedigend,
    nur wie ist das mit der Verschaltung der OpAmp,
    kann mal wer drüber schaun ob das langfristig so mit macht?
    Angehängte Grafiken Angehängte Grafiken
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  8. #8
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    @ Ratber: Die 2 Stufen bringen so überhaupt nichts Edit: wenig, simulier das mal in Spice. Du hast dann trotzdem nur 20dB / dekade.
    Wenn du mehr haben willst, muss der Eingangswiederstand des 2ten RC-Glieds mindestens doppelt so groß sein. (Experimentell ermittelt)

  9. #9
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    ich seh das mit dem RC auf der Basis etwas kritisch vom
    Betrieb des Transistors her.
    Dadurch betreibe ich den zeitweilig im Regelbetrieb und
    nicht als Schalter. Ich favorisiere die Übersteuerung,
    weil der Transistor von der Verlustleistung her etwas
    sicherer ist.
    Die Schaltung an sich ist mir etwas suspekt ... warum soll
    der Transistor in der Kennlinie betrieben werden?
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  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Ich sehe da eher einen hundsgewöhnlichen Emitterfolger, und auf welcher Kennlinie Du Dich da siehst weiss ich auch nicht so recht, wenn Du an das normale Vier-Quadraten-Kennlinienfeld denkst: das ist nicht für die Kollektorschaltung aka Emitterfolger, ein Lastwiderstand kleiner unendlich vorausgesetzt macht der Transistor nichts weiter als mit dem Emitter der Spannung an der Basis minus Ube zu folgen, wobei der Basisstrom 1/beta des Emitterstromes beträgt.

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