Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PWM-Filter zu hohe Restwelligkeit


von basti (Gast)


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Hallo zusammen,

ich hatte schon vor einiger Zeit mal eine Frage zu meiner 
Filterschaltung gestellt. Diese habe ich jetzt mal auf Lochraster 
aufgebaut und mit dem Oszilloskop gemssen.
Bei der Simulation kam bei der Reswelligkeit so ca. 1,5mV raus. Jetzt 
messe ich beim Oszilloskop allerdings ca. 40mV Restwelligkeit, was für 
meine Anwendung zu viel ist. Ich habe die Schaltung aktuell auf 
Lochrasterplatine aufgebaut. Das PWM Signal kommt von einem 
Mikrocontrollerboard, das über die USB Schnittstelle mit Spannung 
versorgt wird.
Kann das sein, dass diese hohe Restwelligkeit durch die Versorgung mit 
USB kommt? Oder liegt das an etwas anderem, bzw. an was kann das liegen?
Danke schon mal im Voraus!

: Verschoben durch Moderator
von Dirk K. (knobikocher)


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basti schrieb:
> Diese habe ich jetzt mal auf Lochraster
> aufgebaut und mit dem Oszilloskop gemssen.

Lochraster ungleich Simulation. Parasitäre Überganswiderstände und 
Induktivitäten/Kapazitäten, welche nicht in der Simulation sind. Dürfte 
hier aber nicht groß stören.

basti schrieb:
> Kann das sein, dass diese hohe Restwelligkeit durch die Versorgung mit
> USB kommt

Messe diese mal mit dem Oszi.

basti schrieb:
> Das PWM Signal kommt von einem
> Mikrocontrollerboard

Messe dieses mal mit dem Oszi.

basti schrieb:
> Oder liegt das an etwas anderem, bzw. an was kann das liegen?

C in der Simulation ungleich echter C. Letzterer hat Toleranzen.

Eine Frage: wo wird V(n004) gemessen? Ist in der Simulation nicht 
ersichtlich ;) Das sollte sicherlich der Ausgang sein?

von Egon D. (Gast)


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basti schrieb:

> Bei der Simulation kam bei der Reswelligkeit so
> ca. 1,5mV raus. Jetzt messe ich beim Oszilloskop
> allerdings ca. 40mV Restwelligkeit, was für meine
> Anwendung zu viel ist.

Cool.
Eine PWM mit 4kHz erzeugt eine Restwelligkeit von 3MHz.

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Sicher, dass du nicht ein "Geist" jagst?

Wenn ich mich nicht vermessen habe, solltest du da am Scope 32MHz 
sehen...
Das passt irgendwie nicht zu deiner PWM.

Überprüfe mal die Masse vom Scope, stell die Bandbreite am Scope so, 
dass du auch das siehst, was du willst und miss nochmal.

Im Übrigen - ja, da kann schon einiges an Mist über USB daherkommen. 
Aber auch von DC/DC Wandlern,...

In dem Fall würde ich aber auf die Masse Tippen...

73

von Dirk K. (knobikocher)


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Egon D. schrieb:
> Restwelligkeit von 3MHz.

30Mhz? Ansonsten Zustimmung! Ist mir nicht aufgefallen...

von Egon D. (Gast)


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Dirk K. schrieb:

> Egon D. schrieb:
>> Restwelligkeit von 3MHz.
>
> 30Mhz?

Asche auf mein Haupt, ihr habt Recht: 30MHz.

von Axel R. (axlr)


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leg doch mal zusätzlich den blauen kanal auf den PWM-Impuls an den 
Eingang.

von basti (Gast)


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Ja, dass die Frequenz im MHz Bereich ist ist mir auch schon aufgefallen. 
Ich verstehe aber noch nicht woher das kommt und wie ich das "weg" 
bekomme. Ich habe die Masse des Oszilloskops einfach an den GND des 
Mikrocontrollerboards gehängt. Aber ich versuche jetzt mal das Board mit 
nem Netzteil oder nem LDO zu betreiben, vlt löst sich dann das 
Problem...

von Egon D. (Gast)


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basti schrieb:

> Ja, dass die Frequenz im MHz Bereich ist ist mir
> auch schon aufgefallen.

Und das kommt Dir überhaupt nicht merkwürdig vor?

von Dirk K. (knobikocher)


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basti schrieb:
> Ich habe die Masse des Oszilloskops einfach an den GND des
> Mikrocontrollerboards gehängt.

Messe mit dem Oszilloskope bitte auch direkt dort, wo es deine 
Simulation tut - am Ausgang der Schaltung. Sowohl das zu messende Signal 
als auch GND!
In der Simulation ist GND natürlich überall perfekt verbunden. Bei 
deiner Messung in der Realität ist dies nicht der Fall.

Egon D. schrieb:
> Asche auf mein Haupt, ihr habt Recht: 30MHz.

Die Zehnerpotenz ist verschmerzbar. Aber beides passt halt überhaupt 
nicht zu dem Eingangssignal. Mir ist das nicht mal aufgefallen ;)

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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basti schrieb:
> Ja, dass die Frequenz im MHz Bereich ist ist mir auch schon aufgefallen.
> Ich verstehe aber noch nicht woher das kommt und wie ich das "weg"
> bekomme.

Guck erstmal, ob das aus deiner Schaltung kommt oder von deiner 
Oszi-Verdrahtung als Antenne eingefangen wird (Massefeder?)

von Rainer V. (a_zip)


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Du hast doch in der Simulation auf dem Sinus eine fette 
Störung/Schwingung, da kann ich doch gar nicht glauben, dass das nur 1mV 
sein soll. So eine Schwingung sieht man gern in "schlechten" 
Hifi-Endstufen. Daher würde ich sagen, das könnte schlicht aus deiner 
Schaltung kommen. Wie hast du denn deine Filter dimensioniert? Und 
vielleicht auch interessant...wie sieht das gefilterte Signal denn bei 
reiner Sinusansteuerung aus?
Gruß Rainer

von Axel R. (axlr)


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Mach doch ne Tiefpass festhaltet mal neu und dimensioniere ihn auf ne 
Verstärkung von 10. das wird der OPV sein, der nicht 1-stabil ist. Kann 
sein ...

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Bei sehr hohen Frequenzen, bei denen der OPV nicht mehr mitkommt, wird 
der OPV durch C2 überbrückt. Dann bleibt nur noch der passive Tiefpaß 
aus R1+R3 und C3, um das Signal zu dämpfen. Deswegen sollte die obere 
Grenzfrequenz des OPV auch außerhalb des Filterbandes liegen.

Ein Rechtecksignal, auch wenn es "nur" 4kHz sind, hat aber sicherlich 
Oberwellen weit darüber hinaus.

von verdenkfabrik (Gast)


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Egon D. schrieb:
> basti schrieb:
>
>> Ja, dass die Frequenz im MHz Bereich ist ist mir
>> auch schon aufgefallen.
>
> Und das kommt Dir überhaupt nicht merkwürdig vor?

Ohne dem TO unbedingt vorgreifen zu wollen:

Das war imho ganz sicher der Fall (mindestens ein wenig).
Jedoch denkt man ohne viel Erfahrung an wildeste Sachen.

Daher hat man evtl. mehr Schiß, sich "blöder" als nötig
zu zeigen, wenn man einen Themen-Punkt mehr "verpatzt",

(Und die Relevanz des verpatzten Punktes ist auch unklar:
Falls grade der wichtigste Punkt, dann "lieber übersehen
als mißverstanden" haben? - denkt sicher nicht nur einer.)

als sich sicher genug zu sein: "Die 3MHz sind ja mal ganz
anders abwegig... Ripple (-Spannung) kann es kaum sein (!)
 - und genau das sollte deswegen auch ganz dringend mit
auf meine Fragen-Liste."

Gar nicht so übertrieben unwahrscheinlich, oder doch?

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