Vor und Nachteile von PWM

[wosh]

hallo leute,

ich hätte ein dringendes anliegen an euch. also ich würde gerne die vor und nachteile einer pulsweitenmodulation wissen und wie es bei einer pwm mit fehler, genauigkeit, frequenz im vergleich zu anderen DA-Wandlungsverfahren aussieht.

mein problem ist ich hab da schon ewigkeiten im inet gesucht, aber finde natürlich nur fetzen und ich bin mir des zusammenstückelns schon leid.
hier steht wiedermal was von guter wirkungsgrad, da steht wiedermal was von störanfällig...

also darum wollte ich euch ersuchen, vielleicht findet sich ja irgendwo einer unter euch, der da ein bisschen was weiß drüber, oder mir vielleicht ein paar brauchbare links geben kann.

hab schon in ein paar anderen foren gefragt, aber da hat mir keiner so wirklich helfen können, naja vielleicht wollten sie ja auch nicht ^^.

also ich appelliere an eure freundlichkeit *schleim*,

mfg wosh

[Thoralf]

da ich gern als freundlich angesehen werden möchte

DAU
- schnell
- Genauigkeit abhängig von der Bitanzahl, damit auch der Portbits, oder bei I2C-Wandlern der Datenrate -> Digtalisierungsfehler = 1/2^Bitanzahl
- hoher Aufwand
- Driften und Temperaturanhängigkeiten

PWM
- langsam, da immer mehrere Perioden vergehen müssen, bis das Signal nach anschließender Integration den endgültigen Signalpegel annimmt
- Genauigkeit beliebig steigerbar aber auf Kosten der Geschwindigkeit
- extrem geringer Aufwand (nur ein RC-Glied)
- wenig Analogfehler, da nichts zum driften und Rauschen da ist.
- gut für Controller mit wenig Portpins

das mal so in aller Kürze, aber ich denke, das sind die wesentlichsten Dinge, kanna ber gern ergänzt werden.

[RCO]

@ Thoralf:

Was genau ist denn DAU (habe ich noch nie gehört), vielleicht das verschalten von Widerständen? Gibt es noch mehr Methoden?

[madcyborg]

würde eher tippen, das das nen digital-analogwandler mit treibertransistor ist.
jedenfalls wird bei der pwm-regelung keine leistung für die regelung ansich verbraten-->hoher wirkungsgrad. (oder sehe ich das falsch?)

[Thoralf]

DAU = digital-analog-Umsetzer (oder Wandler).

In der Leistunstechnik wird in fast allen Fällen die PWM als Digital-Analog-Umsetzverfahren benutzt, da man ja digitale Ausgangsimpulse bekommt. Die Impulsrate bleibt gleich, nur das Tastverhältnis (= das Verhältnis von einsen und nullen) und ist abhängig von der auszugebenden Zahl (oft von 0...255).
Die Integration, die ich im ersten Posting nannte wird dann durch mechanische Trägheiten, wie Motoren, durchgeführt.
Am Ausgang eines PWM-Wandlers kann man , da rein digitale Pulse vorliegen, mit digitalöen Treibern (können auch einzelne Transistoren sein) die Leistung so verstärkt, daß sich Motore antreiben lassen. Die rein digitalen Verstärker haben nur geringe Verlustleistungen und können höhere Lasten treiben.
Soweit klar?

[wosh]

Also erstens möchte ich dir thoralf mal meinen herzlichen Dank aussprechen, endlich hab ich da mal was konkretes untereinander aufgelistet.

Bin ja schon fast verrückt geworden auf der Suche nach schön aufgelisteten vor- und nachteilen der pwm/DAC's im internet.
nachdem man einmal was konkretes im inet suchen muss wird einem bewusst, dass wirklich viel "blödsinn" im netz ist ^^,
und es nicht gerade leicht ist wenn man keine Bücher oder sonstige Quellen hat, sich in eine Materie einzuarbeiten.
Nur so zur Info, wird zwar keinen interessieren, aber dass du halt weißt für was ichs brauche. Hab nämlich ein Schwerpunktthema bei der Matura (Abitur bei euch in Deutschland), welches lautet:

Entwickeln sie ein Konzept der DA-Wandlung mit einem µC mittels PWM.
Wo wird dieses Verfahren eingesetzt und welche Vor- und Nachteile hat es.

Also wenn vielleicht jemand irgendwelche links weiß wo diese oder manche Vor- und Nachteile etwas erklärt sind mit einem Bsp. oder so, der kann sie mit Freuden reinposten.
Ich weiß dass ihr auch noch andere Sachen zu tun habt , is ja auch nur auf jene bezogen, die sich da schon etwas auskennen oder die es interessiert.

Nochmal vielen Dank und mal sehen wie sich der Thread weiterentwickelt.

mfg Wosh

ps.: Das Forum gefällt mir irgendwie, da werd ich öfter mal Fragen platzieren und vielleicht auch welche beantworten.

[LinuxFan]

DAU = Dümmst-anzunehmender-User!


sorry...

[Manf]

Entwickeln sie ein Konzept der DA-Wandlung mit einem µC mittels PWM.

Wenn es für einen offiziellen Bericht ist, dann könntest Du erwähnen, dass zur "integrierenden A/D Wandlung" in Controller betriebenen Messgeräten vor etwa 25 Jahren im wesentlichen das "Dual-Slope Verfahren" gab.

Das "Charge Balancing Verfahren", das das Analogsinal bei der Messung mit einem "PWMSignal" kompensiert, kam zunächst einmal aus patentrechtlichen Gründen neu hinzu. Am Anfang hat man dem Verfahren noch nicht so viel zugetraut, aber mit der Zeit wurde es immer weiter verfeinert bis es zum Dual-Slope (oder sogar dem "Quad-Slope" mit gebremsten Anfahren der Komparatorschwellen) etwa gleichwertig wurde.

Es sind Verfahren zur "integrierenden Messung" von elektrischen Spannungen, auf 4-8 Stellen.

Eine entscheidende Verfeinerung beim Charge Balancing Verfahren ist das Umschalten zwischen positiver und negativer Referenz mit festgelegter Häufigkeit während einer "Integrationsperiode". Dies wird durch die Überlagerung eines Rechtecksignals erreicht und eliminiert die Fehler die durch eine unterschiedliche Umschaltgeschwindigkeit zwischen den Referenzspannungen aufkommen können.

Du wirst hoffentlich über die "Schlüsselwörter" weitere Details finden.


Bei der D/A Wandlung ist es es "Sigma-Delta Verfahren" mit dem man durch "suksessive Annäherung" eine gute (die beste) Repräsentation eines Analogwertes erreicht , zumindest in einem getakteten System.

Manfred

[Thoralf]

wosh, gern geschehen, und schreib ruhig deine Fragen. Irgendwie paßt es ja immer und man kann nie wissen, wo es noch so alles zu gebrauchen ist. Mir hat das Forum auch schon oft geholfen.
viel Erfolg für deine Matura

[BlackBox]

Vorteile wurden ja schon genügend genannt. Ein nachteil der PWM ist, dass beim Schalten von höheren Lasten starke Störungen durch die steilen Schaltflanken auftreten können. PWM-Steuerungen sind meist echte EMV-Schleudern. ist nicht unbedingt einfach diese probleme in den Griff zu bekommen.