Pulsweitenmodulation - Versionsgeschichte

Besserwessi: /* PWM als D/A Wandler */

2014-01-08T14:18:31Z

‎PWM als D/A Wandler

Besserwessi: /* PWM als D/A Wandler */

2013-04-07T10:54:08Z

‎PWM als D/A Wandler

Tonio k am 7. März 2012 um 22:30 Uhr

2012-03-07T22:30:50Z

Besserwessi: /* PWM als D/A Wandler */

2009-11-19T21:54:54Z

‎PWM als D/A Wandler

Besserwessi: /* PWM und induktive Last */

2009-09-26T22:08:24Z

‎PWM und induktive Last

H.A.R.R.Y._alt: /* PWM als D/A Wandler */

2009-07-28T13:09:51Z

‎PWM als D/A Wandler

Ts230: /* PWM per Software */

2009-01-18T18:21:46Z

‎PWM per Software

Ts230: /* PWM per Software */

2009-01-17T16:44:13Z

‎PWM per Software

Ts230: /* PWM per Software */

2009-01-17T16:43:34Z

‎PWM per Software

Ts230: /* PWM per Software */

2009-01-17T16:38:17Z

‎PWM per Software

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 == PWM als D/A Wandler ==
-Mit einem [[Filter_(Elektronik)|Tiefpassfilter]] (z.B. RC Glied) kann ein PWM-Ausgang auch als einfacher Digital-Analog-Wandler benutzt werden. Meistens sollte die PWM-Frequenz hier möglichst hoch sein.
+Mit einem [[Filter_(Elektronik)|Tiefpassfilter]] (z.B. RC Glied) kann ein PWM-Ausgang auch als einfacher, langsamer Digital-Analog-Wandler benutzt werden. Meistens sollte die PWM-Frequenz hier möglichst hoch sein.
-Die Auslegung des Tiefpaßfilters ist meistens so, dass die restliche Wechselspannung kleiner ist als ein LSB-Schritt wird. Für die Anwendung als 8 Bit D/A sollte also die Amplitude weniger als 1/256 sein. Für ein einfaches RC Glied muss die Grenzfrequenz dazu unter 1/128 der PWM Frequenz liegen.  Besonders für höhere Auflösung werden oft Filter höherer Ordnung gebraucht, z.B. als aktiver Filter mit einem Operationsverstärker.
+Die Auslegung des Tiefpaßfilters ist meistens so, dass die restliche Wechselspannung kleiner ist als ein LSB-Schritt wird. Für die Anwendung als 8 Bit D/A sollte also die Amplitude weniger als 1/256 sein. Für ein einfaches RC Glied muss die Grenzfrequenz dazu unter 1/128 der PWM Frequenz liegen.  Besonders für höhere Auflösung werden oft Filter höherer Ordnung gebraucht, z.B. als aktiven Tiefpass 2.Ordnung mit einem Operationsverstärker. Damit hat man auch gleich einen belastbaren Ausgang.
 Die Genauigkeit als D/A Wandler ist begrenzt durch die Stabilität der Spannung mit der das PWM Signal erzeugt wird und Nichtlinearitäten der Ausgänge. Vom Prinzip her ist die Wandlung monoton - d.h. ein höherer PWM Wert erzeugt auch immer ein höhere Spannung am Ausgang.

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 == PWM als D/A Wandler ==
-Mit einem Tiefpassfilter (z.B. RC Glied) kann ein PWM-Ausgang auch als einfacher Digital-Analog-Wandler benutzt werden. Meistens sollte die PWM-Frequenz hier möglichst hoch sein.
+Mit einem [[Filter_(Elektronik)|Tiefpassfilter]] (z.B. RC Glied) kann ein PWM-Ausgang auch als einfacher Digital-Analog-Wandler benutzt werden. Meistens sollte die PWM-Frequenz hier möglichst hoch sein.
-Die Auslegung des Tiefpaßfilters ist meistens so, dass die restliche Wechselspannung kleiner ist als ein LSB-Schritt wird. Für die Anwendung als 8 Bit D/A sollte also die Amplitude weniger als 1/256 sein. Für ein einfaches RC Glied muß die Grenzfrequenz dazu unter 1/128 der PWM Frequenz liegen.  Besonders für höhere Auflösung werden oft Filter höherer Ordnung gebraucht.
+Die Auslegung des Tiefpaßfilters ist meistens so, dass die restliche Wechselspannung kleiner ist als ein LSB-Schritt wird. Für die Anwendung als 8 Bit D/A sollte also die Amplitude weniger als 1/256 sein. Für ein einfaches RC Glied muss die Grenzfrequenz dazu unter 1/128 der PWM Frequenz liegen.  Besonders für höhere Auflösung werden oft Filter höherer Ordnung gebraucht, z.B. als aktiver Filter mit einem Operationsverstärker.
 {{Ausbauwunsch|Kombination zweier gewichteter PWM-Kanäle, z.B. 2 mal 8-Bit PWM mit Widerständen 1:256 gewichtet = 16Bit-PWM-DAC; Vorteil der hohen Abtastfrequenz; funktioniert theoretisch => wo liegen die Probleme in der Praxis? Ein- und Ausschwingvorgänge der Porttreiber? Controllerabhängigkeiten? ==> wäre super, wenn jemand hier noch etwas beitragen könnte, im Internet gibt es zwar ein bißchen was dazu, aber keiner verrät warum es meist nicht oder nur mit Tricks klappt}}

← Nächstältere Version		Version vom 7. März 2012, 22:30 Uhr
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−	Die Pulsweitenmodulation (oft mit PWM abgekürzt) wird vornehmlich zum Ansteuern größerer Lasten wie z.B. Motoren verwendet. [[Microcontroller]] haben daher oft bereits spezielle PWM-Ausgänge integriert. Bei der Pulsweitenmodulation werden Impulse mit voller Spannung aber variabler Breite an die Last gesendet. Ein Rechtecksignal mit konstanter Frequenz wird also mit einem bestimmten Tastverhältnis moduliert. Eine PWM ist also ~~characterisiert~~ durch ihre '''Frequenz''' und ihr '''Tastverhältnis''' (duty cycle).	+	Die Pulsweitenmodulation (oft mit PWM abgekürzt) wird vornehmlich zum Ansteuern größerer Lasten wie z.B. Motoren verwendet. [[Microcontroller]] haben daher oft bereits spezielle PWM-Ausgänge integriert. Bei der Pulsweitenmodulation werden Impulse mit voller Spannung aber variabler Breite an die Last gesendet. Ein Rechtecksignal mit konstanter Frequenz wird also mit einem bestimmten Tastverhältnis moduliert. Eine PWM ist also charakterisiert durch ihre '''Frequenz''' und ihr '''Tastverhältnis''' (duty cycle).

	Vorteil dieser Ansteuerung ist, dass weniger Leistung verbraucht wird, da nicht permanent eine Eingangsspannung anliegt, die von einer Elektronik auf die gewünschte Motorspannung heruntergeregelt wird, sondern der Motor durch die Breite der Schaltimpulse gesteuert wird.		Vorteil dieser Ansteuerung ist, dass weniger Leistung verbraucht wird, da nicht permanent eine Eingangsspannung anliegt, die von einer Elektronik auf die gewünschte Motorspannung heruntergeregelt wird, sondern der Motor durch die Breite der Schaltimpulse gesteuert wird.

← Nächstältere Version		Version vom 19. November 2009, 21:54 Uhr
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	Mit einem Tiefpassfilter (z.B. RC Glied) kann ein PWM-Ausgang auch als einfacher Digital-Analog-Wandler benutzt werden. Meistens sollte die PWM-Frequenz hier möglichst hoch sein.		Mit einem Tiefpassfilter (z.B. RC Glied) kann ein PWM-Ausgang auch als einfacher Digital-Analog-Wandler benutzt werden. Meistens sollte die PWM-Frequenz hier möglichst hoch sein.
		+	Die Auslegung des Tiefpaßfilters ist meistens so, dass die restliche Wechselspannung kleiner ist als ein LSB-Schritt wird. Für die Anwendung als 8 Bit D/A sollte also die Amplitude weniger als 1/256 sein. Für ein einfaches RC Glied muß die Grenzfrequenz dazu unter 1/128 der PWM Frequenz liegen. Besonders für höhere Auflösung werden oft Filter höherer Ordnung gebraucht.

	{{Ausbauwunsch\|Kombination zweier gewichteter PWM-Kanäle, z.B. 2 mal 8-Bit PWM mit Widerständen 1:256 gewichtet = 16Bit-PWM-DAC; Vorteil der hohen Abtastfrequenz; funktioniert theoretisch => wo liegen die Probleme in der Praxis? Ein- und Ausschwingvorgänge der Porttreiber? Controllerabhängigkeiten? ==> wäre super, wenn jemand hier noch etwas beitragen könnte, im Internet gibt es zwar ein bißchen was dazu, aber keiner verrät warum es meist nicht oder nur mit Tricks klappt}}		{{Ausbauwunsch\|Kombination zweier gewichteter PWM-Kanäle, z.B. 2 mal 8-Bit PWM mit Widerständen 1:256 gewichtet = 16Bit-PWM-DAC; Vorteil der hohen Abtastfrequenz; funktioniert theoretisch => wo liegen die Probleme in der Praxis? Ein- und Ausschwingvorgänge der Porttreiber? Controllerabhängigkeiten? ==> wäre super, wenn jemand hier noch etwas beitragen könnte, im Internet gibt es zwar ein bißchen was dazu, aber keiner verrät warum es meist nicht oder nur mit Tricks klappt}}

← Nächstältere Version		Version vom 26. September 2009, 22:08 Uhr
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	Durch die Induktivität kann sich der Strom nicht sofort ändern, sondern steigt in der Anphase an und fällt in der Ausphase wieder ab. Der Strom in der Ausphase fließt über die Freilaufdiode. Dadurch wird der mittlere Strom durch die Last größer als der mittlere Strom der aus der Spannungsquelle entnommen wird. Wenn die PWM-Frequenz genügend hoch ist, fällt der Strom dabei nicht wieder auf Null. In diesem Fall muß man auf die Geschwindigkeit der Freilaufdiode achten. Oft benutzt man daher Schottkydioden, die auch eine niedrige Flussspannung haben.		Durch die Induktivität kann sich der Strom nicht sofort ändern, sondern steigt in der Anphase an und fällt in der Ausphase wieder ab. Der Strom in der Ausphase fließt über die Freilaufdiode. Dadurch wird der mittlere Strom durch die Last größer als der mittlere Strom der aus der Spannungsquelle entnommen wird. Wenn die PWM-Frequenz genügend hoch ist, fällt der Strom dabei nicht wieder auf Null. In diesem Fall muß man auf die Geschwindigkeit der Freilaufdiode achten. Oft benutzt man daher Schottkydioden, die auch eine niedrige Flussspannung haben.
		+
		+	Wenn die Frequenz hinreichend hoch ist, schwankt der Strom nur gering um den mittleren Strom. Der mittlere Strom wird dabei näherungsweise von der mittleren Spannung bestimmt.

	;Beispiel: Wenn die Spannung <math>U_\mathrm{in}</math> = 12V und die Pulsweite genau 50% beträgt, so bedeutet das, dass der Motor nur für die halbe Zeit mit der Spannung versorgt wird. Dies wäre vergleichbar mit dem Fall, dass der Motor für die volle Zeit mit einer kontinuierlichen Gleichspannung von 6V betrieben würde.		;Beispiel: Wenn die Spannung <math>U_\mathrm{in}</math> = 12V und die Pulsweite genau 50% beträgt, so bedeutet das, dass der Motor nur für die halbe Zeit mit der Spannung versorgt wird. Dies wäre vergleichbar mit dem Fall, dass der Motor für die volle Zeit mit einer kontinuierlichen Gleichspannung von 6V betrieben würde.

← Nächstältere Version		Version vom 28. Juli 2009, 13:09 Uhr
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	Mit einem Tiefpassfilter (z.B. RC Glied) kann ein PWM-Ausgang auch als einfacher Digital-Analog-Wandler benutzt werden. Meistens sollte die PWM-Frequenz hier möglichst hoch sein.		Mit einem Tiefpassfilter (z.B. RC Glied) kann ein PWM-Ausgang auch als einfacher Digital-Analog-Wandler benutzt werden. Meistens sollte die PWM-Frequenz hier möglichst hoch sein.
		+
		+	{{Ausbauwunsch\|Kombination zweier gewichteter PWM-Kanäle, z.B. 2 mal 8-Bit PWM mit Widerständen 1:256 gewichtet = 16Bit-PWM-DAC; Vorteil der hohen Abtastfrequenz; funktioniert theoretisch => wo liegen die Probleme in der Praxis? Ein- und Ausschwingvorgänge der Porttreiber? Controllerabhängigkeiten? ==> wäre super, wenn jemand hier noch etwas beitragen könnte, im Internet gibt es zwar ein bißchen was dazu, aber keiner verrät warum es meist nicht oder nur mit Tricks klappt}}

	== PWM per Software ==		== PWM per Software ==

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 und als C-Code
 <pre>
 unsigned int tick,duty=0;
 tick++;
@@ Zeile 113: / Zeile 112: @@
 if(tick < duty)
+{
-pwm=1;
+PORTB |= _BV(PB1);
+}
 else
+{
-pwm=0;
+PORTB &= ~ _BV(PB1);
+}
 </pre>

@@ Zeile 103: / Zeile 103: @@
 und als C-Code
 <pre>
-#define pwm PORTA.0 {{comment|Hier kommt der PWM-Port hin}}
+#define pwm PORTA.0 //Hier kommt der PWM-Port hin
 unsigned int tick,duty=0;
 tick++;
@@ Zeile 110: / Zeile 110: @@
 tick=0;
+}
-{{comment|PWM mit duty vergleichen und ggf. PWM an/aus schalten}}
+//PWM mit duty vergleichen und ggf. PWM an/aus schalten
 if(tick < duty)
+{