PWM zerstört andere Signale

[theodrin]

Hallo!

Ich habe eine Lampe über ein PWM-Signal über einen Leistungs FET angesteuert. Das ganze funktioniert gut, aber in meiner Schaltung messe ich auch über einen Pt100 eine Temperatur. Ist die Lampe ausgeschaltet funktioniert die Messung, also der Messwert vom Fühler stimmt. Wenn ich aber jetzt ein PWM Signal anlege dann "überträgt" sich dieses auch irgendwie auf meine Messfühlerspannung. Ich schick auch noch ein Oszilloskopenbild mit. Das Gelbe ist das PWM Signal und das Blaue, das Signal vom Messfühler.


Was kann ich da machen, dass das Signal vom Messfühler ungestört bleibt, obwohl die Lampe leuchtet oder nicht?

[OnkelTobi]

Wenn du eine Lampe über PWM regelst, kannst du für die Zeit der Temperaturmessung die PWM-Ausgabe stoppen.

Die Messung sollte kurz genug sein, um keine Helligkeitsschwankung zu bemerken.

Alternativ kannst du parallel zum Temperaturwiderstand einen entsprechend dimensionierten Kondensator schalten, der die PWM-Frequenzen unterdrückt (Tiefpassfilter).

[wkrug]

Die Idee in den Pausen zu messen ist schonmal nicht schlecht.
Aber was machst Du dann, wenn die Lampe voll brennt oder die inaktive Zeit zu kurz wird ?

Ich wüde erstmal anschauen woher diese Einstreuungen kommen.
Hast Du eine vernünftige Masseführung ? -
Sternförmig vom Fusspunkt des Spannungsregler aus ?
Liegen die Lampenkabel und die Fühlerkabel dicht beieinander ?
Hängt am verwendeten Controller (sofern vorhanden) ein relativ große Belastung (LED's, bipolare Leistungstransistoren usw.)?

Als Lösungsvorschläge würde ich erstmal eine geschirmte Mikrofonleitung für den Temperatursensor verwenden um Einstreuungen Durch die Luft zu vermeiden.

Eventuell kannst Du auch die Hin und Rückleitung der Lampe miteinander verdrillen und die dann möglichst weit vom Fühlerkabel wegbauen.

Wenn dann alles nichts hilft kannst Du immer noch einen 1Wire Temperatursensor verwenden. Mit dem wird die Temperatur als Datenwort übertragen und sollte sich somit nicht mehr so leicht beeinflussen lassen.

[theodrin]

Hallo!

Danke für die Antworten!

Ich glaub ich werds mal mit nem Tiefpassfilter versuchen und dann die Ergebnisse posten.

lg
theodrin

[theodrin]

OK, das hat irgendwie nichts gebracht, das mit dem Tiefpassfilter. Das ist jetzt echt blöd.

Könnt ich auch versuchen mit einem anderen Bauteil die Spannung zu erhöhen, dann wieder mit einem Spannungsregler auf meine 12V regle und damit meinen Messzweig betreibe, weil der brauch ja nicht viel Strom, nur den zur Spannungserzeugung mit dem Pt100, das sind 5mA. Mit dem anderen Sachen könnts vielleicht 10-15mA insgesamt sein. Kann man das versuchen, oder hilft das auch nix?

lg
theodrin

[shaun]

Moment mal, Du betreibst nicht wirklich den Messkreis und den Lastkreis aus der selben Quelle ohne dass irgendwelche stabilisierenden Mittel dazwischen wären, oder?
Am besten wäre mal Schaltplan UND Layout, dann sehen wir mehr...

[theodrin]

Na ja eher doch. Alles wird mit der selben Quelle betrieben, ohne irgenwas stabilisierendes dazwischen.

Was könnte man denn da einbauen?

Schaltplan kommt morgen.

lg
theodrin

[Yossarian]

Hallo
das sieht nicht nach Störung aus.
Für mich sieht das eher so aus, als wenn Du Deine MeßwerterfassungSpeisung ebenfalls mit PWM versorgst.

Mit freundlichen Grüßen
Benno

edit: nehme alles zurück,habe mich verguckt

[xunwichtig]

@theodrin .. ist dir das Problem bekannt, bei dem ein leichtes rauschen auf einer Musikanlage zu hören ist, wenn du diverse andere Geräte an der selben Stromleitungen betreibst?!? .. z.B. Motoren usw. .. am besten im Auto zu hören (Zündspule -> Autoradio). .. du hast warscheinlich das selbe problem .. nur auf anderer Ebene ..

Wenn du Empfindliche Signale ausgibst, und dann andere Messen willst, dann stören sich diese ... GFolglich bleit dir nur die Möglichkeit, wie schon von @OnkelTobi beschrieben, in einer Zeit zu messen, in dem du kein PWM ausgibst, oder eben genügend Filtermaterial einzubaun, um solche störungen zu beheben.

dieeinfachere Variante ist definitiv die Messung in der Pause .. die aufwendigere die mit dem Filtern ..

Du musst auf jeden fall dafür sorgen, das die PWS Signale ausgekoppelt werden, ... Wichtig sind auf jeden fall Kondensatoren so nah wie möglich am Controler (betriebsspannung) sowie Konsensatoren in der messleitung, um die hochfrequenten PWM-Signale zu beseitigen.
Dann solltest du unbedingt darauf achten, wie schon oben geschrieben, das du geschirmte Leitungen nutzt, um das aussenden des PWMs zu verhindern, .. bzw. keine Störsignale vom Messsensor zu erhalten.

Filter in den versorgungsspannungen für Sensor-schaltung, Controler, und PWM-Erzeugende Elemente sind Pflicht. Die Frequenzen können über die Versorgungsleitungen zurück zu anderen Komponenten fliessen, und dort für Probleme sorgen (wie bei Musikanlagen, oder im Auto) ...

Am besten schaust du dir einmal mit deinem Oszi an, wo die PWS-Signale überall zu finden sind, udn wie stark sie ausschlagen. anhand davon kanst du schon einmal einen groben Signalweg erkennen, udn dort für störbeseitigung sorgen.

PS: Was für ein Fühler ist das? .. PTC?


JimJim
XUN

[theodrin]

Hallo!

Also doch ein gröberes Problem. Hm, aber ich hab mal die Schaltung gezeichnet. Und ein wenig dazugeschrieben. Ich muss ja gleich sagen, dass ich da nicht so viel Erfahrung hab, mit Störungen und so weiter.

Also seht sie euch mal an und vielleicht könntets ihr ja mir da Tipps geben, wo was einzubauen ist um das Signal stabiler zu halten.

(Tut mir Leid für die Schreibweise und Zeichenweise, hoffe ihr verstehts alles)


edit: Ja das sollte so eine Art PTC sein, also bei niedriger Temperatur ist der Widerstand kleiner (0°C = 100Ohm), steigt die Temp. steigt der Widerstand. Aber eher linear

[xunwichtig]

ohhhh ja .. da ist definitiv ein Problem.

Bedenke, das das PWM signal nicht nur bis zur Lampe geht, sondern auch darüber hinaus. Folglich wandert dieses Frequente Signal über die gesammte Stromversorgungsleitung .. dadurch kommt sie natürlich zu allen Komponenten, die verbaut sind.

Verhindern kannst du das ganz einfach, indem du einfahc einen Filter einbaust. ... ein Kondensator dürfte allerdings auch schon reichen ... eventuell ein 10n oder kleiner .. an den alle gestörten + Leitungen sowie an der Lampe ... Diese sollten so dicht wie möglich an die entsprechenden Elemente montiert werden, um eventuelle luftstreustrahlugn gleich mit zu killen.

Hoffe, du weist, was ich meine...

=Nachtrag=
Deine Lüfter sollten ebenfalls mit Kondensatoren ausgestatet werden. Wenndie Lüfter eigenebau sind, dann ist wichtig, das du Schutzdioden für die Gegenlaufspannungen einbaust. diese könnten sonst die Schaltung zerstören.


JimJim
XUN

[theodrin]

Hallo!

Danke für die schnelle Antwort.

Wie meinst das mit den Kondenstatoren?

Also parallel zur Lampe? Und wie mit den Leitungen? Wo soll ich überall einen Kondensator einbauen?

Bitte um Antowort? (Ich sehe schon, wir kommen dem Problem auf die schliche!)

lg
Norbert

[xunwichtig]

Naja.. die Kondensatoren (filter) müssen überall da rein, wo du störungen vermeiden möchtest ... Meist ist das dort, wo Messschaltungen geschützt werden müssen.

Grunsätzlich aber immer mal welche in der Stromversorgung, da diese ja quasi die gesammte Elektronik durchquert, und überall hin führt. Folglich wandern störungen durch die gesammte schaltung, über die stromzufuhr.
Somit sollte an jedem empfindlichen Gerät / Komponente / Sensor .. usw. n Filter vorhanden sein, der zumidnest die hochfrequenten Störungen heraus nimmt.

mit "Direkt an der Komponente" meine ich, auch wirklich direkt ... also .. nicht das du jetzt denkst, das du .. sagen wir mal als beispiel: am AVR zwischen der + und - vom AVR und dem kondi noch 10cm Kabel hängen hast .. wenn, dann sollte der so dicht, wie nur irgend wie möglich plaziert werden, um eben die einstreumöglichkeiten so gut wie möglich zu verkleinen.

Wie schon gesagt, sollten die Kondis möglichst da hin, wo keine Störungen sein sollten, bzw dort wo störungen indiziert werden.

Du hast ein PWS-System laufen, folglich muss dort ein Kondensator hin, wo du die Störenden frequenzen nicht mehr benötigst., ... dann sollten die Kondis möglichst direkt an die + und - vom KA317 oder KA312, oder was die letzte zahl auch immer sein mag ;) ...

S wie ich das sehe hast du auch 3 PWS-Oszilatoren .. um zu verhindern, das die sich gegenseitig stören, vorallem bei der Takterzeugung, solltest du auch Kondensatoren an die + und - leitungen vom PWM-Oszilatr klemmen. Dann stört ein PWM nicht den anderen bei der Takterzeugung.

für die -12V gibt das gleiche.

Und, da du warscheinlich ein Oszi zur verfügugn hast, empfehle ich nochmals, dieses PWS störsignal zu suchen, (genau das signal, welches die störung veruhrsacht), dann tastest du dich von dem gestörten Punkt aus zu dem Störer vor, und versuschst den verlauf des Störenden Signals zu ermitteln. (ist anhand des ausschlags sicher leicht zu finden .. (amplitude)


JimJim
XUN

[theodrin]

OK, das waren gute Tips.

Leider hab ich kein Oszi mehr zur Verfügung. Erst wieder Montag. Aber blöd ist es halt doch. Also hab noch nachegesehen. Der KA317 wrid ja wie schon geschrieben, als Konstantstromquelle verwendet und der liefert wirklich stur egal bei welchen Tastverhältnis die eingestellten 5mA. Also kanns ja wirklich nur mehr an dem PWM-Signal liegen, aber ich krieg und kriegs nicht weg.

Ich hab noch bei der Schaltung eingezeichnet wo ich versucht hab überall einen Kondensator einzubauen. Aber das hat wie bereits gesagt nix genützt. Jetzt könnts ihr mir sagen, ob ich das richtig oder falsch gemacht hab, oder pb sich eingentlich was verbessert haben sollte. Hab auch überall verschiedene Kondensatorgrößen verwendet.

[xunwichtig]

also .. sieht ja recht gut aus ... mit den kapazitäten musst du ein wenig spielen, die sind nämlich von den Frequenzen abhängig, die du verwendest.

kannst ja auch mal n 1n oder 100p rein kloppen ... ... aber, ohne Oszi is schwer was passendes zu finden ... am oszi kannst halt auch ablesen, ob es was bringt, und wieviel, und dahingehens angleichen .. die Schwingkreisberechnungs-formeln und Filter-Formeln hab ich grad nicht im kopf .. daher kann ich dir da nix drüber sagen, allerdings hilft googel sicher schnell weiter, wenn du nach tiefpass / Hochpass oder Bandpass suchst ...


JimJim
XUN

[theodrin]

Hallo!

Ich hab mir deinen Rat mit dem Oszi noch einmal zu Herzen genommen, und na ja wenn man kein Oszi zur Verfügung hat, dann muss man halt schauen wie man zu einem passenden Ersatz kommt.

Also hab ich ein LabView Programm geschrieben, dass mir so halbwegs als Oszi dient. Also so gut wie ein echtes ist es nicht, aber ich hab dann das Signal verstärkt und jetzt sieht man schon wieder recht gut.

Also schicke ich mal das Bild mit.
Noch einmal zur Beschreibung. Der obere Wert ist der richtige und der untere der falsche. Irgendwie seltsam, weil beim Oszi wars genau umgekehrt, aber vielleicht war was falsch einfestellt, ist ja egal, auf jeden fall kann ich jetzt schauen.

[theodrin]

Hallo!

So neues Oszilloskopenbild.

Habs zusammengebracht, dass es mal so halbwegs gerade ist und nicht mehr so arg PWM mäßig.
Aber jetzt hat sich ein neues Problem ergeben. Jetzt ist das Signal zwar näher linear aber es sinkt bei Belastung, weil sich der Kondensator entlädt. Also sinkt mein Signal und ich bekomme ein falsches. Was kann man dagegen machen? Oder wie soll ich das noch hinkriegen, dass es funktioniert?

lg,
Norbert

[Yossarian]

Hallo
mir sehen die Störungen einfach zu schön aus, um sie als reine Einstreuungen anzusehen.
Lege doch zwischen Deinen Lasten und der Inverterstufe eine Diode und dahinter einen Elko.
Kannst ja mal mit dem Oszi die Spannungsversorgung anschauen.
Außerdem kommen mir 5mA für den pt100 ein bischen viel vor (Selbsterwärmung).
Mit freundlichen Grüßen
Benno

[xunwichtig]

hab mir jetz nochmal deine änderungen im schaltplan angesehen ... du hast da einen kondensator parallel zur lampe .. wenn das jetzt auch der fall ist, dann nimm den raus, da bringt er nichts ;) ...

wenn, dann musst du den kondensator von plus nach masse legen, aber nicht parallel zur birne, da du ja sonst den Kondensator lädst, welcher das PWM-Signal ausgleicht ...
das störende PWM sollte an der ampe nicht störend sein, da es ja dort als Regelung dienst. Du musst die kondensatoren an der messelektronik richtig kalibrieren, bzw. überall dort, wo du dein PWM nicht haben willst. ideal wäre auch, wenn du direkt neben der lampe von Plus auf Minus links und rechts n kondi hin setzt, um die störimpulse von der versorgung weg zu kriegen.

PS: wenn es bis morgen noch besteht (das problem) dann zeichne ich dir das morgen mal ein ... ich hau mich jetz allerdings ins bettchen ... gn8 & viel Erfolg


JimJim
XUN

[theodrin]

Hallo!

Ich hab jetzt so viel ausprobiert, und es funzt immer noch nicht. Also für heute lass ichs sein. Leider, aber was will man machen.

Aber ich wollt noch schnell schreiben. Also ich hab was für die Rubrik "Kurios"

Ich dachte mir mal nehmen wir direkt das Signal vom Messfühler auf. (Bisher hab ich immer das Verstärkte aufgenommen). Da hab ich dann folgendes Bild mir ansehen dürfen! Ja ich hab gestaunt, vor allem weil ich es nicht glauben konnte. Also bin ich mit nem normalen Messgerät hin und hab gemessen. Also dort hab ich wie immer Spannungen gemessen, die vom Tastverhältnis abhängig sind. Und das Ding mist ja bekanntlich TRMS, also den Effektivwert auch vom PWM, das da oben liegen sollte, und das Messgerät zeigt mir das auch an. Aber das Oszilloskop eben nicht.

Also ich denke, dass ich mich da einen Fehler bei meinem Oszilloskop hab, weil beim echten Oszi hab ich auch das PWM dort drauf gehabt, aber seltsam ist trotzdem, oder nicht?

Ich hab den Rat vom Benno ausprobiert mit den Dioden und so weiter, hat nix gebracht und ich hatte jetzt glaub ich irgendwie überall Kondis drinnen, wo man welche haben kann. Und nix hats gebracht.

Dann schauen wir mal morgen weiter.

lg
Norbert

[waste]

Hallo theodrin,

ich denke, es liegt an deiner Masseführung, wie es auch schon wkrug angemerkt hat. Filtern hilft da nicht viel, weil bei 100% PWM nur noch Gleichstrom vorhanden ist und da gibt es nichts mehr zu filtern, trotzdem bleibt der Fehler aber.

Das Problem ist folgendes: Bei 3.5A fällt auch auf einer Masseleitung eine nicht zu vernachlässigende Spannung ab. Hat die Masseleitung z.B. 0.01 Ohm, dann fallen daran 35mV ab. Je nachdem an welchem Ort du den Massebezug für die Temperaturmessung nimmst, vor oder hinter den 0.01 Ohm, hast du die 35mV Störung oder nicht. Das kann dir auch bei einer Messung mit dem Oszi oder Voltmeter passieren. Es kann also durchaus nur ein Messproblem sein. Der Massepunkt muss richtig gewählt werden.

Für die Temperaturmessung ist es wichtig, nur einen Massekreis in der Temperaturmessschaltung zu haben und der darf nur mit einem Punkt der Masse des Lampenkreises verbunden sein.

Gruß Waste

[theodrin]

Hallo!

Also nachdem mir Waste und wkrug von der Masseführung erzählt haben, hab ich halt mal auf die schnelle versucht, das auszuprobieren.

Also so wie es sich angehört hat, hab ich verstanden, dass ich den Messzweig von der restlichen Masse trenne und direkt mit der vom Netzgerät verbinde, oder so ähnlich. Also hab ich das mal so gemacht. Die Masse vom Netzgerät hergenommen und mit dem Messteil verbunden und dann mit dem Multimeter gemessen und schwuptiwup konnte ich keinen Fehler mehr finden. Ich werd jetzt aber schlafen gehen. Morgen werd ich das mir mal näher untersuchen (Oszi und so weiter)

Also wenn das funktioniert ist echt ein hatnäckiges Problem gelöst, aber gut, sowas lernt man halt nur durch probieren (und vor allem durch tolle Leute, die einem weiterhelfen!!) Aber hey, ich werd doch nicht den Tag vor dem Abend loben, also morgen schau ich weiter und schreib mal was sich so ergeben hat. Also wünschts mir Glück, dass alles funktioniert!!

lg
Norbert

[theodrin]

Hallo!

Also der Tipp mit der Masse war echt der richtige. Hab also jetzt mal so versucht, die Masse von der Lampe und den Lüftern (sicher ist sicher) und der von der Messschaltung zu trennen und siehe da ich hab ein fast stetiges Signal. Das wird wahrscheinlich an dem Fühler liegen, dass es noch nicht so gut funzt, aber ehrlich, damit bin ich mal zufrieden. Jetzt wirds noch Zeit mein Signal mit nem richtigen Oszi anzuschauen, damit ich auch ganz sicher gehen kann, dass da kein PWM-Charakter mehr drauf ist. Dann sollte das ja geschafft sein. Narülich muss ich beim Layout jetzt aufpassen.

Also was würdets ihr da vorschlagen. Ich hab jetzt einfach das so gemacht, dass ich die Massekreise getrennt hab, und dass sie sich nur mehr bei meinem Eingang vom Netzgerät treffen, also direkt bei +12V und Masse-Eingang an der Platine. Ist das korrekt, oder gibts da noch was besseres?

Also so ähnlich, wenn das die Platine ist


-----------------------------------
|o(+12V)
|o(Masse) --------- Lampen und Lüfter-Masse
| |
| ----------- Messteil der Schaltung
-----------------------------------

Ich hoffe ihr wissts was ich mit dieser "Schaltung" ausdrücken will. Oder gibts noch bessere Varianten?

lg
Norbert

PS: Anbei ist noch da "Oszi"-Bild vom LabView

[theodrin]

Hallo!

Wollt noch mal schreiben! Hab jetzt noch nen Kondensator parallel zum Messignal geschalten und jetzt auch noch die restlichen Störungen rausbekommen. Also natürlich schau ich mir das noch mit nem Oszi an, aber grundsätzlich bin ich zuversichtlich, dass ich das jetzt so lassen und verwenden kann.

Also DANKE!! an alle, für die hilfreichen Tipps!!!!!!!!!!!!!!

lg
Norbert

[wkrug]

Ist doch schön wenn alles funzt.

Den "Trick" mit der Masseführung hab ich mir bei den Endstufenbauern abgeguckt.

Hier hat man ja auch das Problem, das sehr empfindliche Eingänge mit sehr starken Treiberstufen zusammengeschaltet werden müssen.

Grundsätzlich sollte die Masseführung Sternförmig ausgeführt sein und soweit als möglich alles an einem Punkt zusammengeführt werden.

Was bei empfindlichen Eingänge Gift ist, wenn hier die Masse doppelt aufliegt.
Das kann man sich dann wie eine Trafowicklung vorstellen, die jeden Mist aus der Umwelt auffängt und in die Eingänge einschleift.
Das Ganze nennt man dann in der Audiowelt treffenderweise "Brummschleife"
Darauf solltest Du achten, sowas zu vermeiden.

[waste]

Hallo Norbert!

Na siehste, hat doch geklappt!

Also was würdets ihr da vorschlagen. Ich hab jetzt einfach das so gemacht, dass ich die Massekreise getrennt hab, und dass sie sich nur mehr bei meinem Eingang vom Netzgerät treffen, also direkt bei +12V und Masse-Eingang an der Platine. Ist das korrekt, oder gibts da noch was besseres?Ja, so ist es richtig!

Beim Nachmessen mit dem Oszi auch wieder aufpassen, dass die richtige Masse mit dem Tastkopf angeklemmt wird. Also beim Messen in der Temperaturmessschaltung auch die dortige Masse verwenden, sonst gibt es eine Fehlmessung.

Gruß Waste