fk0, легенда (02.12.2020 19:19, просмотров: 370) ответил Sl на У меня возник спор с коллегой. Имеется импульсный стабилизатор
напряжения. Обратная связь по напряжению поступает на вход АЦП
через RC цепочку. Спор по выбору цепочки. Я утверждаю что RC должна
фильтровать все частоты выше частоты ШИМа ибо решение о изменении
ШИМа принимается один раз за этот период.Кто-то должен действительно фильтровать "все частоты", но только с RC-цепочкой это будет получаться плохо. Поэтому наверное стоит выбрать частоту среза на ~порядок меньше уполовиненной частоты опроса АЦП, а дальше отфильтровать цифровым способом как нужно. Учесть групповую задержку.
Альтернатива -- более сложный фильтр (RCRC сделать сложно, т.к. усиливать нужно) с низкой частотой среза, более низкой, чем период ШИМ. Там сразу операционник нужен... я думаю это абсурдное решение, т.е. твой товарищ более прав, чем ты.
Нужен скорей гребенчатый фильтр настроенный точно на частоту ШИМ. Последний легко/просто сделать и он надёжно подавит всё синхронное с частотой ШИМ, т.к. сам же контроллер генерирует ШИМ и будет всё идеально синхронно и точно, но там фаза меняется заметно:
Хотя конечно, если ЧИМ, а не ШИМ, то гребенчатый фильтр под вопросом. И последний должен применяться в паре с другим фильтром, для того, чтобы отфильтровать оставшуюся ВЧ компоненту.
И опять же у прочих фильтров фаза стремиться развернуться вплоть до 180 градусов на частоте среза, что превращает отрицательную обратную связь в положительную и источник питания идёт вразнос, когда нагрузка совпадает по частоте. Значит нужно сделать так, чтоб до/после фильтра проблемных частот не оказалось в спектре (и обратная связь работала на более низкой частоте только). Либо что-то сделать с фазой, компенсировать задержку в фильтре.
Либо обеспечить усиление петли регулирования на данной частоте меньшее единицы, как это обычно рисуют везде:
Полная статья по ссылке:
https://www.digikey.com/en/articles/understanding-switching-regulator-control-loop-response
Т.е. регулятор с одной стороны не будет никак реагировать на быстрые изменения амплитуды на выходе (и появится ВЧ шум -- впрочем там ещё полно факторов, почему он появится), но с другой стороны не будет идти вразнос. Чего легко добиться применением FIR (КИХ) фильтра с достаточно плавной характеристикой. Собственно RC-цепочка таким и является. Но в данном случае придётся сделать ещё одну "программную RC-цепочку" после гребенчатого фильтра (т.к. он уже искрутит фазу), с существенно более низкой частотой среза, чем частота ШИМ (первая гармоника гребенчатого фильтра).
Прошу поправить и высказать свои соображения, тема интересная, достойная форума для профессионалов...
-
- Сильно написано и правильно. Одно сомнение есть, что входной фильтр должен соответствовать критериям Найквиста: здесь никакой модуляции нет, RC не помешает более ВЧ шумы подрезать. ЦОС, конечно подзабыл, когда то делал ФАП для уменьшения джиттера на проце, вход capture, выход compare, неплохой результат получился реализацией ПИ регулятора экспоненциальным фильтром, который без умножений на сдвигах работает. А лучше глянуть апп ноты от Микрочипа, к них примеры ИП на проце и с Visitor(24 знак., 02.12.2020 20:15)
- Специально смотрел kit от TI. Там только RC и все. Для обратной
связи по напряжению тау=61мкс при частоте PWM - 100 KHz. Sl(96 знак., 02.12.2020 19:53, ссылка, ссылка)
- Я уже ответил: у них внутри микросхемы нет никакого АЦП последовательного приближения, там усилитель который работает в достаточно широкой полосе, и компаратор. Свойство АЦП последовательного приближения, по сравнению с таким решением, что он даёт СИЛЬНО ИСКАЖЕННЫЕ значения, если на вход поступают внеполосные сигналы. На самом деле не страшно, т.к. современные АЦП чаще (не уверен, что всегда...) не преобразуют непосредственно входной сигнал, а хранят в процессе fk0(453 знак., 02.12.2020 20:21)