تولید سیگنال های آنالوگ با استفاده از PWM

[mhm_004]

سلام خدمت همه بچه های eca
یک سوال دارم ، چطور میتونیم یه سیگنال آنالوگ رو با PWM تولید کنیم؟
من تازه بحث PWM رو خوندم ولی نمی تونم ارتباط اون با تولید سیگنال آنالوگ رو بفهمم.
ممنون میشم راهنماییم کنین

[mostafahk]

پاسخ : ولید سیگنال های آنالوگ با استفاده از PWM

سلام خدمت همه بچه های eca
یک سوال دارم ، چطور میتونیم یه سیگنال آنالوگ رو با PWM تولید کنیم؟
من تازه بحث PWM رو خوندم ولی نمی تونم ارتباط اون با تولید سیگنال آنالوگ رو بفهمم.
ممنون میشم راهنماییم کنین

به لحاظ تئوری ولتاژ متوسط (ولتاژ dc خودمون) یک موج PWM برابر است با حاصلضرب پیک ولتاژ در درصد PWM . مثلا اگه یه سیگنال با پیک 5 ولت داشته باشیم و PWM =20% پس ولتاژ متوسط خروجی 1 ولت میشه.
حالا میمونه بحث اینکه این یک ولت موثر رو به 1 ولت واقعی تبدیل کنیم. پس باید موج رو فیلتر کنیم. میتونید از یه فیلتر RC ساده استفاده کنید.
بحث بعدی اینه که این ولتاژ خروجی که شما بوجود آوردید حتی بعد از فیلتر شدن هامونیک هایی از موج اصلی داره و در ضمن خود فیلتر تاخیر ایجاد میکنه.
مثلا اگه PWM شما 20% هستش و اون رو 50% بکنید چند ms طول میکشه که ولتاژ خروجی فیلتر از 1 ولت به 2.5 ولت برسه.

با این روش میشه سیگنالهای جور واجوری تولید کرد

[mhm_004]

پاسخ : ولید سیگنال های آنالوگ با استفاده از PWM

به لحاظ تئوری ولتاژ متوسط (ولتاژ dc خودمون) یک موج PWM برابر است با حاصلضرب پیک ولتاژ در درصد PWM . مثلا اگه یه سیگنال با پیک 5 ولت داشته باشیم و PWM =20% پس ولتاژ متوسط خروجی 1 ولت میشه.
حالا میمونه بحث اینکه این یک ولت موثر رو به 1 ولت واقعی تبدیل کنیم. پس باید موج رو فیلتر کنیم. میتونید از یه فیلتر RC ساده استفاده کنید.
بحث بعدی اینه که این ولتاژ خروجی که شما بوجود آوردید حتی بعد از فیلتر شدن هامونیک هایی از موج اصلی داره و در ضمن خود فیلتر تاخیر ایجاد میکنه.
مثلا اگه PWM شما 20% هستش و اون رو 50% بکنید چند ms طول میکشه که ولتاژ خروجی فیلتر از 1 ولت به 2.5 ولت برسه.

با این روش میشه سیگنالهای جور واجوری تولید کرد

ببخشید دوست عزیز راستش من خیلی متوجه نشدم، مخصوصا قسمتی که گفتین" حالا میمونه بحث اینکه این یک ولت موثر رو به 1 ولت واقعی تبدیل کنیم" منظور چیه؟ یعنی من اگه بخوام سیگنال sin2t+ cost رو با PWM تولید کنم چیکار باید بکنم؟

مشکلاتی که گفتین مثلا تاخیر یا وجود هارمونیک هایی از موج اصلی رو چطور میشه حل کرد؟

[mostafahk]

پاسخ : تولید سیگنال های آنالوگ با استفاده از PWM

یک ولت موثر به این معنیه که اگه این سیگنال رو به یک مصرف کننده مقاومتی (مثلا یه لامپ) وصل کنی همون قدر به شما انرژی میده که اگه یک باطری یک ولتی رو به همون لامپ وصلش کنی.

همونطور که میدونید این یه سیگنال مربعیه و از صفر و یک هایی تشکیل شده که صفر اونها صفر ولت و 1 اونها 5 ولته. پس وقتی میگیم 1 ولت موثر میده منظور اینه که PWM اون طوریه که به اندازه یه باطری 1 ولتی میتونه به ما انرژی بده. ok?

حالا این سیگنال مربعی یه فرکانسی داره مثلا 40KHz . خوب این سیگنال مربعی 40KHz با نسبت صفر به یک متغییر (PWM) رو شما میخواید به یه ولتاژ صاف تبدیل کنید. مدارهایی با op-amp هستند که این کار رو انجام میدن. ولی من خودم با فیلتر RC تست گرفتم. چه از فیلتر استفاده کنید و چه op-amp این ضربات صفر و یک شدن 40KHz همیشه باقی میمونه ولی اگه فرکانس قطع فیلتر پایین گزرتون رو کمتر کنید (100 هرتز) خیییلی خیلی ضعیف میشه. در عوض پاسخ فرکانسی خروجی در مواجحه با تغییرات PWM ورودی کم میشه. مثلا اگه همین سیگنال Sin(x)+d رو روی PWM سوار کنید این موج سینوسی حداکثر میتونه 400 هرتز باشه (مثلا گفتم) ولی اگه بیاید و فرکانس قطع فیلتر رو ببرید رو 2 کیلوهرتز میتونید تا 5 کیلوهرتز موج سینوسی تولید کنید(بازم مثلا میگم) ولی در حالت دوم هارمونیک 40KHz بیشتر خودش رو نشون میده.

[a_sara]

پاسخ : تولید سیگنال های آنالوگ با استفاده از PWM

http://www.eca.ir/forum2/index.php?action=thankyoupostlist;topic=55614.0;ms g=300928

[mhm_004]

پاسخ : تولید سیگنال های آنالوگ با استفاده از PWM

مثلا اگه همین سیگنال Sin(x)+d رو روی PWM سوار کنید

خیلی خیلی ممنون دوست عزیز. تقریبا فهمیدم منظورت چیه فقط این قسمت رو نمیدونم چطوری پیاده کنم، یعنی چطوری یه موج دلخواه رو روی PWM سوار کنم؟

[mostafahk]

پاسخ : تولید سیگنال های آنالوگ با استفاده از PWM

خیلی خیلی ممنون دوست عزیز. تقریبا فهمیدم منظورت چیه فقط این قسمت رو نمیدونم چطوری پیاده کنم، یعنی چطوری یه موج دلخواه رو روی PWM سوار کنم؟

باید نقاط مربوط به شکل موجت رو اگه ثابت هستن مثل موج سینوسی توی یه آرایه بریزی و تو بازه های زمانی منظم (مثلا اینتراپت یه تایمر) به نوبت و به صورت چرخشی روی رجیستر OCR که تعیین کننده درصد PWM هستش بریزی. هر چه این بازه ها کمتر باشه فرکانس شکل موج تولیدی بیشتر میشه. در قدم اول این بازه ها رو زیاد بزار. مثلا هر 10 میلی ثانیه. فرکانس PWM رو هم تا میتونی زیاد کن.
در واقع داری از مولد PWM به عنوان dac استفاده میکنی.

[mhm_004]

پاسخ : تولید سیگنال های آنالوگ با استفاده از PWM

فهمیدم دوست عزیز، جالبه. حالا اگه سیگنال آنالوگ از قبل مقدارش مشخص نباشه. مثلا فرض کنید بخواهیم با استفاده از یک کنترلر PD یک موتور رو کنترل کنیم، معلومه که در این حالت سیگنال کنترلی در هر لحظه متناسب با خطایی که موقعیت موتور از موقعیت مطلوب داره تولید میشه، در این حالت هم باید به محض محاسبه دستور کنترلی اون رو تو رجیستر OCR بریزیم، درسته؟

[mostafahk]

پاسخ : تولید سیگنال های آنالوگ با استفاده از PWM

فهمیدم دوست عزیز، جالبه. حالا اگه سیگنال آنالوگ از قبل مقدارش مشخص نباشه. مثلا فرض کنید بخواهیم با استفاده از یک کنترلر PD یک موتور رو کنترل کنیم، معلومه که در این حالت سیگنال کنترلی در هر لحظه متناسب با خطایی که موقعیت موتور از موقعیت مطلوب داره تولید میشه، در این حالت هم باید به محض محاسبه دستور کنترلی اون رو تو رجیستر OCR بریزیم، درسته؟

yes

[amir esf]

پاسخ : تولید سیگنال های آنالوگ با استفاده از PWM

سلام ممنون از توضیحات
یه سوال برام پیش امد این فیتر RC چه مشخصاتی باید داشته باشه ؟ مثلا خازن الکترولیتی میخواد ؟
و اگر بخوایم از فیلتر اوپ امپی استفاده کنیم یه مدار لطفا پیشهاد کنید
باتشکر

[mojalan]

پاسخ : تولید سیگنال های آنالوگ با استفاده از PWM

miltiple feedback filter with Opamp
www.analog.com/static/imported-files/tutorials/MT-220.pdf