Guten Abend Zu meiner Person --> habe mal Elektroniker gelernt, bin aber etwas raus aus der Materie. Zum Thema: erzeuge per AVR auf 8 Kanälen PWM --> so jetzt hätte ich gern aus dem PWM eine analoge Spannung erzeugt, also nen DAC. Habe da in einem Buch ne schöne Schaltung gesehen, und zwar "Butterworth-Tiefpaßfilter"! Tja das Buch erklärt aber nicht wircklich wie es berechnet wird. Habe mir gedacht zerlege die Schaltung und berechne einzelne Komponenten z.B. R1 und C2 --> das ist ein RC-Tiefpaß. fg = 1 : (2x3.14xR1xC2)--> Grundformel RC-Tiefpaß Tja in dem Buch sind aber Beispiele für die Werte--> fg=20Hz; C2=220nF; R1=59k Nach der Grundformel komme ich aber nett auf solche Ergebnisse?? Die Suche unter Google hat mich auch nett weiter gebracht. Wenn sich jemand die Zeit nimmt mir das zu erklären, herzlichen Dank.
Moin! So einfach kannst Du die Schaltung nicht zerlegen. Deine Formel gilt für nen unbelasteten Tiefpass und die in der Schaltung sind aber nicht unbelastet. Ganz so einfach ist das auch nicht zu berechnen. Es gibt/gab dafür aber extra Programme z.B. von Burr Brown und wahrscheinlich auch von anderen Herstellern. Da hackt man dann einfach die Parameter ein die man haben will und bekommt dann die Bauteil-Werte ausgegeben. Gruß, Freddy
auf dem Schaltbild ist ein aktiver TP mit mehrfach-Rückkopplung abgebildet. Diesem entspricht eine spezielle Formel, die Du erst mal haben müßtest. Gruß
Abend @ Chris Erst mal Danke für Antwort. Was meinst mit Formel?! Wenn ich die Formel hätte wie es berechnet wird, würde ich es wohl kaum hier rein schreiben. @ Freddy Auch dir danke für Antwort. Ein Programm zum berechen gut und schön, aber 1. will ich die Schaltung verstehen/berechen unnd 2. möchte ich diese Schaltung etwas abändern d.h. der nichtinvertierende Eingsng des OP geht nicht per R4 auf Masse sondern bekommt über eien Spannungsteiler die Ausgangsspannung zurückgeliefert --> Regelung. Somit dürften die Programme zur berechnung nicht mehr funktionieren.
Das Problem an Filtern höherer Ordnung ist, dass wann man zwei Filter mit der selben Grenzfrequenz hintereinanderschaltet, dann hat das Ganze dann nichtmehr diese Grenzfrequenz. Daher muss man bei Bessel-, Tschebyscheff- oder Butterworthfiltern die Grenzfrequenzen der einzelnen Filter so berechnen, dass die Summe der Filter die gewünschte Charakteristik ergibt. Das zu berechnen erfordert einen im Umgang mit komplexen Zahlen geübten Rechner. Einfacher ist es, sich die dazu nötigen Koeffizienten aus Tabellen zu suchen. Solche Tabellen finden sich z.B. im Tietze-Schenk, bestimmt aber auch mit google. Nides
@Samy: Was willst du eigentlich am Ausgang haben? DC-Spannung von 0-5V? Welche Reaktionsgeschwindigkeit auf PWM-Änderungen sind notwendig? Was hast du am Eingang? PWM, 0/5V, 0-100%, Frequenz? MfG Werner
Abend Werner Zum Eingang --> das PWM-Signal des AVR geht auf einen CMOS-Schalter z.B. 74HC4053 --> somit kann ich eine referenzspannung in höhe meiner Wahl nehemen und habe ich die ungenaue Spannung des AVR-Ausgangs am Hals! Das PWM sollte schon von 0%-100% gehen. Zum Ausgang --> das kommt noch drauf an wie ich meinen Ausgang beschalte (da kommt ja noch mehr) aber 0-6Volt sollten reichen. Zur Reaktionsgeschwindigkeit, da stelle ich nicht so große Anforderungen, 500ms sollten reichen.
1. Die Frequenz von PWM, IIRC uC-Clock/512, bei 8MHz also ungefähr 15kHz ist doch Meilenweit von deiner Reaktionszeit von 500ms entfernt. Schon ein einfacher Tiefpass mit tau=0,1s unterdrückt das 15kHz Signal auf unter ein Promille. 2. Die Genauigkeit der Ausgangsspannung hat nichts mit den Ausgängen des AVR zu tun. Eher mit der Stabilität der Versogung des AVR. 3. Dein 2poliges Filter (ob es ein Bessel, Chebychev,.. ist hängt nur von der Dimensionierung der Bauteile ab) ist invertierend aufgebaut. Berechen kannst du das Filter am besten mit dem Superpositionsprinzip. a. Verstärkerausgang auf Masse legen --> Spannung am invertierenden Eingang in Abhängigkeit vom PWM-eingang berechnen b. PWM-Eingang auf Masse legen --> Spannung am invertierenden Eingang in Abhängigkeit vom OPV-Ausgang berechnen c. Beide Spannungen gleichsetzten, wobei eine Formel invertiert wird. d. Formel nach Ua/Ue auflösen Also ich würde die Schaltung mit einem einfache TP ohne Analogschalter und mit einem nichtinvertierenden Verstärker zusammenbauen. MfG Werner
Lesen schon...Nun müssen wir nur noch die Leitwerte in Bauteilwerte umrechnen, normieren usw. 1/2Pi*fo oder sowas? Fertiges Programm Anhang, willst ja mal fertig werden. (nur für Filter 2ter Ordnung) Wichtig: Filter mit niedriger Impedanz anbsteuern und hochohmig auskopplen. AktivFilter.exe ->_Neues Filter ->_Tiefpass mit Mehrfachgegenkopplung ->oButterworth Ordnung "2" [OK] _Ergebnis ->_Dimensionierung fertig Oder musst du das für einen Aufsatz berechnen? Grüsse AxelR.
"Was meinst mit Formel?! Wenn ich die Formel hätte wie es berechnet wird, würde ich es wohl kaum hier rein schreiben." Hallo, falls es noch aktuell ist: Im Anhang steht, was ich mit der passenden Formel meine. Die Formel zur Schaltung eben. Zum Verstehen empfehle ich wie immer das Aktiv-Filter-Kochbuch Don Lancaster. Ho ist die Verstärkung des Filters. Ho = 1 ergibt ein gleich großes Ausgangssignal. Q ist die Güte des Filters und beschreibt die Überhöhung der Durchlaßkurve. Gruß
Hallo Chris Ja das Thema ist noch sehr aktuell. Äh über das Buch "Aktiv-Filter-Kochbuch von Don Lancaster" bin ich auch schon gestollpert, aber das bekommt man ja nicht mehr! Gibt es da ne neue Auflage mit neuem Namen?? Auf deutsch wäre sehr wichtig, da mein english absolut schlecht ist.
Welches Filter man hier benutzt hängt auch von der Applikation ab. Ist z.B. die benötigte analoge Grenzfrequenz sehr gering gegenüber der eingesetzten Grenzfrequenz, so empfiehlt sich ein möglichst flaches Filter. Im einfachstesn Fall rein ein einfach passiver Tiefpass mit einer fg um Faktor 2 oberhalb der benötigten Analogfrequenz. Dies erzeugt die geringsten Verzerrungen. In der Audiotechnik macht man sich dies ja derzeit zu Nutze, indem man die früher übliche Studiofreuquenz von 48kHz auf inwzsichen 96kHz angehoben hat und anstrebt auf, 192kHz zu kommen. Konkret kann man so das ->Rekonstruktionsfilter am Ausgang des DAC auf fg(3dB) = 30kHz einstellen, was dazu führt, das a) bei der gehörten und benötigten Frequenz von 15kHz von keine Verzerrungen auftreten, da das Filter noch auf echten 0dB "sitzt" während die Samplefrequenz fs mit 96kHz schon mehr als Faktor 3 von der fg entfernt ist. (Faktor 2 wären ja nach Nyquist das Minimum) Ob Dein BW-filter von oben das Richtige ist, kann ich Dir also nicht beantworten. Am Besten ist es, Du lädst dir mal das kostenlose LTSpice herunter und simulierst das Filter. Wenn Du eine Dimensionnierung hasr, dann gib mal einen PWM-Sinus Deiner gewünschten Frequenz drauf und ziehe einenn echten Sinus davon ab. Dann hast Du einen Eindruck von der entstehenden Distorsion. Gleichsam kannst Du auch im ersten Schritt durch Vergleich der Kurven, die fg per Hand einstellen, indem Du Dir die beiden Punkte an den frequenzbestimmenden Bauteilen ansiehst. Du kannst das natürlich auch mit dem aktuellen P-Spice von Orcad tun, doch das benötigt inzwischen leider Win2000. Bedenke bei Deinen Überlegungen auch, dass der OP nicht ideal ist, weswegen schon deshalb eine Formel allein nicht ausreichen wird. Stichwort -> Frequenzbandbreiteprodukt.
Hallo, an das Buch als deutsche Version bin ich hier am Ort mal vor 4 Jahren über eine der drei Bibliotheken heran gekommen. Weiß aber nicht mehr, welche der drei das war. Per Literatur-Recherche über eine Universitätsbibliothek oder gleich über's Internet könntest Du danach suchen. Man kann sich so ein Buch dann an die am nächsten gelegene Universitätsbibliothek schicken lassen und ein Weile ausleihen. Kostet halt eine geringe Gebühr. z.B. http://www.plb.de/vbrp2/vbrpfind.htm in Koblenz scheint vorhanden zu sein http://www.ubka.uni-karlsruhe.de/hylib-bin/kvk/nph-fernleihe.cgi?nph=1&opac=VKRP_RLB&URL=http%3A%2F%2Fwww%2Erlb%2Ede%2Fcgi%2Dbin%2FVKRP%2FVKRPhit%2Epl%3Ftreffer%3D1%26TI%3Daktiv%2Bfilter%2Bkochbuch%26AU%3Ddon%2Blancaster%26maxtreffer%3D30%26erster%3D1&show=1&FL_BIB=VKRP Gruß
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