Understanding EC1 Analog Outputs

7/24/2019 Understanding EC1 Analog Outputs

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The !oltage coming out of the filter $ill not #e a perfectly steady !oltage. t $ill fluctuateslightly at the fre+uency of the PWM signal. These fluctuations are called ripple. -ipplecan ne!er #e eliminated" #ut it can #e reduced to a point $here it doesnt matter.

, -C lo$pass filter is characterised #y its time constant.To calculate the time constant"simply multiply the resistor !alue in ohms #y the capacitor !alue in farads. -esistorstypically come in !alues of thousands of ohms (%ilo0ohms or %2 or 3ust 4). Capacitorstypically come in !alues of millionths of a farad (a farad is a 5T6) (micro0farad or 78).The larger the time constant of the filter" more effecti!e it $ill #e at reducing the PWMripple. The do$nside is that a large time constant $ill also slo$ do$n the filters a#ility to

change the output !oltage +uic%ly $hen your program changes the PWM duty cycle (#y the$ay" $e often 3ust say 9the PWM is :;


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The amplifier chip is an M';D. This contains t$o identical operational amplifiers" of$hich this circuit only uses one. selected ::4 for the filter resistor #ecause that gi!es the#est *C accuracy. The resultant filter time constant is :.:mS. The output reistance of thiscircuit $ill #e !ery lo$.

%esolution

The resolution of the analogAPWM outputs is 1= #its" or =.1


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Co!e utili''are la PWM per generare una

tensione analogica nei circuiti digitali (Parte II

cristinap;F maggio :==G Elettronica? commenti

)a solu'ione PWM *!odula'ione di larghe''a di

i!pulso+

Molte !olte i progettisti si tro!ano di fronte alla necessitH di generare li!elli di tensioneanalogica in circuiti esclusi!amente digitali. ,nche se oggi il mercato offre una gammamolto ampia di con!ertitori digitale0analogici dedicati" mettere un dispositi!o del generenel circuito schematico ha un impatto negati!o sul costo glo#ale del sistema.

Iella prima parte di +uesto articolo (enerare tensione analogica in un circuito digitale )"ho illustrato in dettaglio ciJ che K conosciuto come Lmetodo -:- usato per otteneretensione analogica. l !antaggio di +uesto metodo K che K molto simile allNuso di un !ero eproprio circuito integrato *,C off0the0shelf" i !alori digitali di cui si ha #isogno pergenerare il codice in esecu&ione sul microcontrollore sono gli stessi in entram#i i casi.

principali s!antaggi di +uesto metodo" tutta!ia" consistono in un ele!ato numero di pinrichiesti sul microcontrollore (direttamente propor&ionale alla risolu&ione che si necessita) e

il numero relati!amente ele!ato di componenti esterne necessarie (un paio di resisten&e inpiO per ogni #it di risolu&ione aggiunti!o).

Per affrontare +uesti pro#lemi" K possi#ile unaltra solu&ione> la solu'ione PWM. uesta ciconsente di ottenere tensione analogica utili&&ando un solo pin del microcontrollore e"come minimo" due componenti esterne. l diagramma a #locchi di +uesto concept Krelati!amente semplice>
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8igura 10 diagramma a #locchi della PWM

a teoria alla #ase della solu&ione K che se si ha un filtro passa0#asso a##astan&a #uono esegnale a treni di impulsi" si potrH ottenere nelluscita del filtro il !alore medio di +uestosegnale. l !alore medio di un segnale a treni di impulsi K sempre propor&ionale al duty

cycle del treno di impulsi. Se il duty cycle K pari allo =


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8igura ' 0 *uty cycle G=

8igura 0 Periodo PWM> 1==us costante di tempo del filtro> 1ms


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Ion K consiglia#ile aumentare troppo la costante di tempo. uesto metodo puJ essereutili&&ato per ottenere una tensione analogica non0continua" nel caso in cui si modifichi neltempo il duty cycle del segnale PWM (che K ciJ che realmente sNintende per PWM)" ma sela costante di tempo del filtro K troppo alta rispetto a periodo del segnale PWM" il filtroa!rH una risposta lenta" fondamentalmente limitando la !elocitH di !aria&ione del segnale di

uscita. Iel diagramma seguente K possi#ile !edere leffetto di una costante di tempo troppoele!ata per una PWM con il duty cycle che !aria dallo =< al G=< al ;=< e infine al 1= duty cycle !aria#ile =


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8igura D R transistor esterno

/isogna considerare" perJ" che anche se si effettua il segnale in ingresso del filtro per!ariare tra i !alori (= e ;)" lulteriore resisten&a nel collettore del transistor interesserH larisposta del filtro (nei calcoli" do!re##e essere considerato in serie alla resisten&a del filtro).

Qna delle piO difficili fonti di errore da correggere K la !aria&ione del sistema dialimenta&ione di corrente. Ci si puJ fare affidamento se rimane su ;" ma la !eritH K che lamaggior parte dei regolatori di tensione hanno una tolleran&a (+uelli commerciali !anno a UA0?


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di!ario di #anda di riferimento per il modulo ,*C" altrimenti" l,*C stesso influirH sulla!aria&ione di energia" in modo da non essere utile per lo scopo.

Pertanto" al fine di riassumere le caratteristiche di +uesta solu&ione" K opportuno un #re!eparagone con il metodo -:- descritto nella prima parte di +uesto articolo>

a) la PWM K la solu&ione piO con!eniente" anche nella sua forma #ase" larisolu&ione indipendente dal numero di pin utili&&ati (tutta!ia" dipende dalla duratadella fre+uen&a del microprocessore e del periodo della PWM)#) a solu&ione della PWM K molto tollerante alla de!ia&ione nelle componentiesterne utili&&ate (il filtro -C puJ a!ere una tolleran&a del ;< e resisten&a anche UA0:=< di condensatore di tolleran&a)c) a fre+uen&a del segnale di uscita non dipende dalla risolu&ione" ma dipendesoprattutto (e in modo critico) dal periodo del segnale PWM. a solu&ione dellaPWM do!re##e essere usata principalmente per i segnali che !ariano poco oppureper i segnali analogici continui (tutta!ia regola#ili dal soft$are).

Iel caso in cui K necessaria unulteriore lettura sui filtri passa0#asso o -C" il $e# offre unamiriade di risorse (tra i risultati in alto di oogle) >

http>AAen.$i%ipedia.orgA$i%iA-Ccircuithttp>AAen.$i%ipedia.orgA$i%iAo$0passfilterhttp>AA$$$.mu&i+ue.comAschemAfilter.htm

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