Skillnaden på utsignalen från en DAC och en filtrerad PWM?

[hanzibal]

Jag tror det blir roligare och mer lärorikt att använda PWM

Beroende på applikation behöver filtret inte bli mer komplicerat än en resistor och en kondensator. Buffert lär behövas om du sen vill kunna lasta utsignalen oavsett.

[Nerre]

Kanske det, men det är ju SJÄLVKLART inte det som avses...

Det är möjligt, men vilken typ av DAC är det som avses då?

Det är ju knappast 1-bitars eftersom de har ännu högre frekvenskrav.

R2-R är ju såvitt jag förstått inte heller så bra för höga frekvenser på grund av att det blir en massa RC-länkar på grund av strökapacitanser.

Successiv approximation är väl inte heller särskilt snabba?

[Icecap]

Succesiv Approximation är inte DAC, det är ADC. Fel funktion alltså.

Och då TS inte riktigt vet vad h*n ska med signalen eller hur fort det ska ändra sig ser jag det som totalt likgiltigt om det är PWM, morsekod eller en DAC.

[hanzibal]

@Nerre: Du nämner en särskild sorts da-omvandlare i syfte vars motiv inte i första hand tillför något som hjälper TS att få klarhet i sina spörsmål.

[Magnus_K]

@hanzibal: Jo jag hade nog hellre labbat med PWM också men risken är att det är ytterligare ett projekt som rinner ut i sanden då för det tar sån tid. Kanske inte så lång tid vid labb-bordet utan vid böckerna och nätet.
Vi får se vart det slutar men med Borres inlägg så låter det ju så lätt istället för att räkna på integrationstider med mera.

Jag tror att svaret jag var ute efter (utan att veta det själv) var:
"Du kan inte jämföra en 12-bitars DAC med en 12-bitars PWM vid samma frekvens. Med en DAC så kommer varje sampling att vara ett av 4096 diskreta värden, medans med (ren) PWM så behöver du istället 4096 samplingar för att aproximera samma värde. "

Nu ska jag bara förstå den sista delen i det stycket

[hanzibal]

Det låter väldigt förståeligt.

12 bitar ger som du vet 4096 värden (1024 x 4) "i höjdled" emedan man med PWM måste se lite "i tidsled" innan man lägger ut sin pulskvot eftersom man har en viss pulslängd i tid.

Dock tror jag inte att tidsfönstret måste vara hela 4096 samplingar, detta bestämmer du snarare själv baserat på vilken maxfrekvens din utsignal kan ha.

En tumregel är väl ca 10 x önskad maxfrekvens tror jag, åtminstone när det gäller ljud.

Rätta mig gärna den som vet bättre.

EDIT: Tror f.ö. att "integrationstiden" skulle motsvara PWM-pulslängden, alltså den tid under vilken du har att överväga/beräkna vilken pulskvot du skall lägga ut.

[Icecap]

För att minska rippel på den filtrerade PWM-signal ska tidkonstanten i filtret vara mycket större än PWM-frekvensen.

12 bit PWM kräver en klockfrekvens till PWM-enheten som är 4096 gg högre än den frekvens man vill ha ut. Tar vi en PIC som exempel kan t.ex. en PIC18F25K22 skrämmas upp i 64MHz. Den frekvens blir dock delat med 4 innan den kan driva någon utrustning och sedan ska den delas med 4096, alltså kan den högsta PWM-frekvens nå 3,9kHz.

Filtret efter bör vara ~100 gångar eller mer långsammare vilket ger 39Hz som bäst.

Är det för att ställa en spänning till något som ändras en gång per dygn kan det fungera alldeles OK - men ska det kunde ändras något så när snabbt (t.ex. 100 Hz sinus som en signalgenerator) är det ju ren stenålder med PWM.

Så filtrerat PWM är en "fattigmanslösning" när man behöver en spänning - men om det uppfyller kraven får det väl duga!

Men om man - som TS - inte har krav eller behov är det omöjligt att bestämma vilket som är bäst. Är det mest för att mäta en spänning och se den ändra sig under programkontroll är filtrerat PWM nog alldeles OK - men när kravet är 12 bit är applikationen annat än lek och där är en riktig DAC förstehandsvalet.

[Magnus_K]

Innan jag svarar vidare så måste jag bara förstå detta med samplingar.

Ovan skrev du: "Dock tror jag inte att tidsfönstret måste vara hela 4096 samplingar, detta bestämmer du snarare själv baserat på vilken maxfrekvens din utsignal kan ha."

Vad menas egentligen med detta? Menar man antal pulser innan kurvan planat ut?
Sitter samtidigt på wikipedia och försöker förstå samt hittade denna kalkylatorn som nog kan hjälpa mig lite på traven. Längst ner på den sidan är just räknare för lågpassfilter för PWM.

@Icecap: Vi skrev samtidigt. Återkommer när jag läst och grunnat lite!

[hanzibal]

12 bit PWM kräver en klockfrekvens till PWM-enheten som är 4096 gg högre än den frekvens man vill ha ut.

Med detta avser du väl den systemklockfrekvens som krävs för tillräcklig tidsupplösning under hela pulsperiodens varaktighet snarare än den som resulterar av pulsperioden i sig?

[sodjan]

Problemet med PWM är ju att för att det ska vara meningsfullt med t.ex
12 bitars analog upplösning (det är ju inget problem i sig att åstakomma
12 bitars upplösning i själva PWM signalen) så måste man filtrera så hårt
så att ripplet ut från filtret understiger en 1/4096 del av spänningen. Det
i sin tur gör att man inte kan ändra utspänningen speciellt snabbt.

Om man tillåter större rippel än så så kan man lika gärna köra
med lägre upplösning ut. T.ex de 5 bitars DAC som finns i många
nyare PIC.

> Det är möjligt, men vilken typ av DAC är det som avses då?

Aftersom hela diskussionen handlar om alternativ till PWM/filter så
är det SJÄLVKLART inte *det* som avses med "DAC" här!
(Märkligt diskussion...)

> Det är ju knappast 1-bitars eftersom de har ännu högre frekvenskrav.

Det är tvärtom, om du menar 1-bit "oversampling DAC" eller "interpolating DAC".
De har *lägre* frekvenskrav genom mer avancerad teknik än ett enkelt filter.

> R2-R är ju såvitt jag förstått inte heller så bra...

Men en av de vanligaste teknikerna. Och det går att bygga integrerade, trimmande
lösningar på ett chip som fungerar helt OK upp till 12 bitar vid "normala" frekvenser.

T.ex 73-868-45, 2 x 12 bitar 4.5us "settling time" till 1/2 LSB. För att ens komma i
närheten av samma settling time med en PWM/filter lösning behövs en väldigt hög
PWM frekvens om man ska ha en rellativt normalt RC filter efteråt.

[hanzibal]

Ovan skrev du: "Dock tror jag inte att tidsfönstret måste vara hela 4096 samplingar, detta bestämmer du snarare själv baserat på vilken maxfrekvens din utsignal kan ha."

Vad menas egentligen med detta? Menar man antal pulser innan kurvan planat ut?

Jag tänkte där på den sk "bärvåg" som resulterar av pulsperioden och inte "systemklockan" som jag tror att Icecap avsåg.

Bärvågen bör, map vikning, vara minst dubbla den högsta frekvens du vill kunna representera och systemklockan blir då ytterligare 4096 ggr större i fallet 12bit PWM.

I praktiken nöjer man sig sällan med dubbla bärvägen utan kör gärna 10 ggr eller mer. Alltså behöver du en systemklocka på minst 10 x 4096 = uppåt 50khz för att kunna representera signaler på 8kHz (jmfr telefonljud).

Filtret designar du sedan så att det dämpar själva bärvågen (och dess övertoner)

@Icecap: Korrekt?

[sodjan]

> Alltså behöver du en systemklocka på minst 10 x 4096 = uppåt 50khz för att kunna representera signaler på 8kHz (jmfr telefonljud).

Det är väl så att du behöver kunna ändra "duty cycle" på PWM signalen med den
frekvensen. D.v.s PWM signalens grundfrekvens. Systemklockan (som står för
timingen i PWM signalen) behöver sedan vara 4096 gånger högre för att uppnå
12 bitars upplösning på duty cycle. Alltså någonstans runt 200 MHz...

[hanzibal]

Ja, något är fel i mitt resonemang men för sent på dygnet för att kunna rätta till det nu. Tror jag lyckats blanda ihop med AD-DA-omvandling och switchfrekvensen i d-ampar.

Sorry att jag rör ihop det!

[Nerre]

@Nerre: Du nämner en särskild sorts da-omvandlare i syfte vars motiv inte i första hand tillför något som hjälper TS att få klarhet i sina spörsmål.

Nej, jag ville inflika att frågan var som att fråga om skillnaden mellan en bil och en volvo. Filtrerad PWM är en typ av DAC, att fråga vad det är för skillnad mellan den och en DAC blir en lite konstig fråga.

[Nerre]

Det är tvärtom, om du menar 1-bit "oversampling DAC" eller "interpolating DAC".
De har *lägre* frekvenskrav genom mer avancerad teknik än ett enkelt filter.

Ok, då har wikipedia fel alltså, sorry att jag litade för mycket på Wikipedia.