Радиолоцман Электроника en
расширенный поиск +
  

Обсуждение: Простая схема превращает сигнал ШИМ в точное опорное напряжение с цифровым управлением

Ответ
 
Опции темы Поиск в этой теме Оценить тему
Старый 09.04.2020, 09:18 #1
Robot Rlocman
Специалист
 
Аватар для Robot Rlocman
 
Регистрация: 24.11.2007
Сообщений: 2,258
Репутация: 243
Robot Rlocman Специалист Robot Rlocman Специалист Robot Rlocman Специалист
234 0
9 0
По умолчанию Обсуждение: Простая схема превращает сигнал ШИМ в точное опорное напряжение с цифровым управлением

Цитата:
Журнал РАДИОЛОЦМАН, октябрь*2019 Rick Mally Electronic Design Для реализации фильтра нижних частот второго порядка Саллена-Ки и схемы сдвига уровня в этой конструкции используется широко распространенный шунтовой регулятор LM431 Во многих схемах требуется преобразование сигнала широтно-импульсной модуляции (ШИМ) микропроцессора в аналоговое напряжение. Часто пассивный однополюсный RC-фильтр вполне удовлетворяет проектным требованиям, но этому подходу обычно присущи некоторые недостатки, включая большое время отклика, зашумленные результаты и отсутствие буферизации.
Подробнее: Простая схема превращает сигнал ШИМ в точное опорное напряжение с цифровым управлением
Robot Rlocman вне форума  
Оценка +1

Изготовление 1-4 слойных печатных плат за $2

Старый 09.04.2020, 09:18 #2
proxykiva
Новичок
 
Регистрация: 09.04.2020
Сообщений: 2
Репутация: 10
proxykiva Новичок
0 2
0 0
По умолчанию

Очень интересная идея! Я правильно понимаю, что эта конкретная схема работоспособно только при двухполярном питании, где конденсатор C2 идёт на среднюю точку, а резистор R3 на минус? Возможно ли её реорганизовать под однополярное питание, пожертвовав размахом выхода? Т.е. посадить R3 на землю и тогда получить вместо 0 уровень 2.5 В. Но тогда куда подключить C2? Организовать виртуальную среднюю точку? Специалисты, подскажите!
proxykiva вне форума  
Оценка 0
Приглашаем 30 ноября всех желающих посетить вебинар о литиевых источниках тока Fanso (EVE). Вы узнаете об особенностях использования литиевых источников питания и о том, как на них влияют режим работы и условия эксплуатации. Мы расскажем, какие параметры важно учитывать при выборе литиевого ХИТ, рассмотрим «подводные камни», с которыми можно столкнуться при неправильном выборе, разберем, как правильно проводить тесты, чтобы убедиться в надежности конечного решения. Вы сможете задать вопросы представителям производителя, которые будут участвовать в вебинаре.
Старый 13.04.2020, 19:02 #3
antonydublin
Специалист
 
Аватар для antonydublin
 
Регистрация: 22.09.2010
Адрес: г. Донецк
Сообщений: 668
Репутация: 322
antonydublin Специалист antonydublin Специалист antonydublin Специалист antonydublin Специалист
314 0
2 0
Отправить сообщение для antonydublin с помощью ICQ
По умолчанию

Цитата:
Сообщение от proxykiva Посмотреть сообщение
... конкретная схема работоспособна только при двухполярном питании, где конденсатор C2 идёт на среднюю точку, а резистор R3 на минус?
Нет, не обязательно двухполярное. В этой схеме выбор двухполярного питания обусловлен особенностями LM431. Выход этого стабилизатора/регулятора/ИОНа меняется от 2,5В и выше. Посмотрите даташит на LM/TL431.

Тут, по сути, реализована классическая схема фильтра Саллена-Ки, где обычный ОУ заменён на LM431. Отсюда требование автора к равенству R1 и R2. Добротность фильтра задается конденсаторами С1 и С2. Но LM431 - это регулируемый стабилитрон, поэтому в роли нагрузки для него выступает R3 c нетипичным номиналом 499 Ом.

Для получения приемлемого уровня пульсаций на выходе (т.е. максимально низкого) при указанных на схеме номиналах и частоте среза 2300 Гц, я бы выбрал частоту ШИМ не ниже 30-50 кГц и выше. Иначе по характеристикам это будет плохой ИОН.

Но у меня есть сомнения на счет качеств этого фильтра, если честно. Поскольку в классическом ФНЧ 2-го порядка требуется ОУ с хорошими характеристиками. На сколько хорош ОУ в LM431 можно судить по его низкой цене. В даташите мало информации, но судя по скудным диаграммам для частот больше 60кГц всё очень плохо. Поэтому то, что автор указывает –12 дБ/октаву, наверное предел схемы. Хоть и говорит, что частоту среза можно пересчитать для других исходных.

Для однополярного питания схемы, к сожалению, нельзя поставить R3 в плюс питания. А посадив R3 на землю, как Вы предлагаете, можно будет регулировать выход для скважности ШИМ от 50% и выше. Т.е. упадет разрешение такого ЦАПа. При этом выход будет меняться где-то от 0 до 2В. С конденсатором С2 делать ничего не нужно, пусть остается подключенным на R3. При этом можно попробовать менять номиналы и соотношения R1, R2 и C1, С2.

Рекомендую обратить внимание на схему ШИМ ЦАП без пульсаций тут на РЛ. Можно ещё поискать по тегам ШИМ-ЦАП/ИОН.

Если нужен не ШИМ-ЦАП, а именно ИОН из ШИМ, можно просто использовать многозвенный RC-фильтр, выход которого умощнить буфером на ОУ. А вообще, устранить малой кровью пульсации ШИМ очень сложно. На форуме есть апологеты того, что это невозможно и неразумно. Куда проще использовать дискретный ЦАП (аппаратный на МК). В любом случае такой ИОН получится весьма посредственным.
antonydublin вне форума  
Оценка +3
Приглашаем всех желающих посетить вебинар, посвященный технологии Ethernet и её новому стандарту 10BASE-T1S/L. Стандарт 802.3cg описывает передачу данных на скорости до 10 Мбит в секунду по одной витой паре. На вебинаре будут рассмотрены и другие новшества, которые недавно вошли в семейство технологий Ethernet: Synchronous Ethernet (SyncE), Precision Time Protocol (PTP), Time Sensitive Networking (TSN). Не останется в стороне и высокоскоростной 25G+ Ethernet от Microchip.
Старый 30.04.2020, 07:49 #4
proxykiva
Новичок
 
Регистрация: 09.04.2020
Сообщений: 2
Репутация: 10
proxykiva Новичок
0 2
0 0
По умолчанию

Благодарю за подробный ответ и пищу для ума! Эта схема меня заинтересовала именно как простой ШИМ-ЦАП при минимуме компонент. По поводу 2.5 В думал, – предполагал, что можно применить ИОН’ы с 1.8 В, а по поводу скважности ШИМ’а от 50 % – сделать простое смещение на входе делителем (по аналогии с https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=133196).

Предложенную вами по ссылке схему уже ранее видел в pdf-журнале «Радиолоцман» и её чуть более сложную вариацию (https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=194033), и, да, она представляет интерес – возможно, её попробую (поэкспериментирую, когда будет возможность).
Спасибо и здоровья в это непростое время!
proxykiva вне форума  
Оценка 0
Старый 30.04.2020, 10:50 #5
vishz
Эксперт
 
Регистрация: 27.10.2012
Сообщений: 3,242
Репутация: 862
vishz Эксперт vishz Эксперт vishz Эксперт vishz Эксперт vishz Эксперт vishz Эксперт vishz Эксперт
824 120
7 4
По умолчанию

Я так и не понял, какие достоинства этой схемы. С преобразованием ШИМ сигнала в постоянное напряжение успешно справится любой ФНЧ. Порядок фильтра определяется допустимым уровнем проникновения входного сигнала. Если применён ФНЧ второго порядка, то крутизна характеристики будет 12 дб/октава, если третьего порядка, то 18 дб/октава и т.д. И никаких 499 Ом!
vishz вне форума  
Оценка 0
Старый 01.05.2020, 10:55 #6
falkonist
Специалист
 
Аватар для falkonist
 
Регистрация: 30.07.2006
Адрес: г.Киев, Украина
Сообщений: 527
Репутация: 224
falkonist Специалист falkonist Специалист falkonist Специалист
207 28
2 4
По умолчанию

Цитата:
Сообщение от antonydublin Посмотреть сообщение
c нетипичным номиналом 499 Ом.
Откуда Вы взяли, что номинал "нетипичный"??? Очень даже типичный для ряда номиналов, начиная с Е48.
__________________
Выслушай и противную сторону, даже если она тебе и противна...
falkonist вне форума  
Оценка +1
Старый 01.05.2020, 11:35 #7
SVNKz
Специалист
 
Регистрация: 20.04.2011
Адрес: Казахстан г.Алматы
Сообщений: 1,187
Репутация: 239
SVNKz Специалист SVNKz Специалист SVNKz Специалист
221 247
20 18
По умолчанию

Амбиции разработчика описанного выше ИОН основаны на личном опыте без какой-либо сторонней экспертизе полученных результатов. Могу только отметит явные схемотехнические ошибки применения ОУ в схемах, которые встречаются в 99.9% разработках с "претензиями" на "новизну"... :
1. В схемотехнике ОЗУ отсутствует "средняя точка", которая может подсоединена к общей точке источников питания +U и -U и поэтому любые пульсации источников питания "автоматически" попадают на входы ОУ, что недопустимо для схем с "прецизионными" характеристиками;
2. Во всех "нормальных" схемах сигнал и цепь "земли" для него проходят как дифференциальный поток +Uсигн. и - Uсигн. по образу и подобию приёмо-передачи тока в цепях шины RS485 и им подобных...
SVNKz вне форума  
Оценка 0
Старый 11.05.2020, 17:26 #8
antonydublin
Специалист
 
Аватар для antonydublin
 
Регистрация: 22.09.2010
Адрес: г. Донецк
Сообщений: 668
Репутация: 322
antonydublin Специалист antonydublin Специалист antonydublin Специалист antonydublin Специалист
314 0
2 0
Отправить сообщение для antonydublin с помощью ICQ
По умолчанию

Цитата:
Сообщение от falkonist Посмотреть сообщение
Откуда Вы взяли, что номинал "нетипичный"??? Очень даже типичный для ряда номиналов, начиная с Е48.
Нетипичные для радиолюбителя ряды E48-E192. Но, конечно, радиолюбитель радиолюбителю рознь.

Цитата:
Сообщение от SVNKz
Амбиции разработчика описанного выше ИОН основаны на личном опыте без какой-либо сторонней экспертизе полученных результатов.
Правильно, но вот слово "амбиции" невпопад. Ну сделал человек фильтр на раз-два, но где же тут амбиции. Так, схема из интернета.

Примечательно, что на том же ElectronicDesign за 2012 год эта схема получила награду в номинации Best Ideas For Design, вот тут в самом низу списка.
antonydublin вне форума  
Оценка 0
Ответ

Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск
Оценка этой теме
Оценка этой теме:
Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.

Быстрый переход
Запись вебинара «Микросхемы для защиты цепей питания: ограничители всплесков напряжения и тока, контроллеры горячей замены, идеальные диоды»
Часовой пояс GMT +3, время: 03:01.
Powered by vBulletin® Version 3.8.8
Copyright ©2000 - 2021, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot
Преимущества индуктивностей Bourns с плоским проводом для высокочастотных и сильноточных систем
Бюджетный и надежный источник питания для маломощного устройства? – Mornsun!
Срезы портала ↓
Зарегистрируйтесь на NextPCB и получите бесплатные купоны на $100
Рейтинг@Mail.ru