Nekorektní blog Petra Kubáče na Blog.cz

Ne že bych byl pověrčivý, ale pokud ve 13 díle zveřejním návod na pulsní zdroj a skončí to sérií požárů - co budu jako chlap se snoubenkou a hypotékou na krku dělat ? Takže dnes si dáme něco jednoduchého a praktického.

Díky PWM a AD převodníkům je dolní propust asi nejpoužívanějším frekvenčním filtrem. Dolní propust má dvě pásma - propustné pásmo a nepropustné pásmo - hranici mezi nimi tvoří dělící kmitočet - který z definice je určen jako bod kde propustná křivka klesne o 3 deciBely - to je pokles signálu na polovinu..

Takže chceme generovat písničku mikrokontrolérem a budeme ji generovat pomocí 8 bitového PWM. PWM je Puslně šířková modulace, pokud zadáme do registru PWM 0 - pin procesoru bude celou dobu na 0V pokud tam zadáme maximum 255 - bude pin celou dobu na 5V a pokud tam zadáme třeba polovinu tak bude půlku času na 0 a pak se přepne na 5V - za tento pin dáme dolní propust která odfiltruje kmitočet spínání a budeme mít krásný analogový signál ....

Pusťmě se tedy do výpočtů - při 8 bitech je frekvence D/A převodu 256 x nižší než frejvence PWM čítače. Jednoduchá dolní propust z RC filtru má útlum 6 db na oktávu, aby rušení od PWM bylo aspoň o skromných 40dB pod užitečným signálem musí frekvence AD převodu být 7 oktáv nad horním přenášeným kmitočtem. Pokud to bude skromných 8 kHz vychází nám frekvence AD převodu 1 MHZ a frekvence PWM čítače - odvozená od frekvence krystalu na 256 MHz - zcela nereálná rychlost, takže musíme RC filtrů zapojit více za sebou, což se nazývá dolní propust druhého, třetího čtvrtého atd.... řádu.

Takže vlevo nahoře máme jednoduchou propust, o které jsme zjistili že nevyhovuje. Tak jako správní vidláci nic nepočítáme a dáme druhý stupeň stejný jako první (vpravo nahoře). Ale ouha - výstupní odpor prvního RC členu nám ovlivní dělící kmitočet druhého stupně (kondenzátor C3 "vidí" R2+R3) tím se dosteneme tam kde bychom byli kdybychom jenom zvětšili buď R1 nebo C1 což ani jedno nechceme (filtr musí nejen dobře filtrovat signál nežádoucí, ale nesnížovat signál žádoucí). Je tedy třeba nějak zajisit aby další stupeň příliš nezatěžoval předchozí stupeň a toho dosáhneme tím že další stupně zapojujeme dle mé milované řady E2- každý další stupeň má R 3.3x větší a C 3.3x menší - viz dolní část schématku .

Pokud máte zájem o křivky propustnosti všech tří filtrů jsou zde. Všimněte si že poslední fltr (červená barva) má lepší propustnost než dvoustupňový ze dvou sejných RC členů (zelená) a přitom má v nepropustném pásmu 2x větší strmost. Takže třeti filtr má strmost 18 dB na oktávu takže frekvence AD stačí 2.2 oktávy nad nejvyšší frekvencí to je 36 kHz a z toho vychází frekvence PWM čítače 9 MHZ - zcela reálná hodnota nejen pro "výkonné" AVR ale i pro "pomalé" PICky ;-))

Dají se přidávat další stupně, ale pozor na to že výstupní odpor takového zapojení dramaticky roste. navíc jednotlivé stupně se přece jenom ovlivňuí a zanášejí do signálu zpoždění které může obvod rozkmitat. (schválně se podívejte jak jsou zapojené harmonické RC oscilátory).

Navíc tenhle obvod je tak trochu můj vynález - nikdo jej nepoužívá a asi ví proč, takže pokud je vám inženýrský diplom drahý nezmiňute se nidy na elektrofakultě že tohle používáte - opravdu nebudu platit alimenty nikomu, kdo s tímto obvodem neobhájí diplomku ...

Na závěr ještě rada pro brunety - nebuďte jako blondýny - kupte si tanga a jděte studovat elektrofakultu - že tomu vůbec nerozumíte ? Ukážete tanga a hned se najde 100 uhrovitých dobrovolníků, kteří vás vezmou do "fázového závěsu" - navíc z vás budou natolik mimo, že na sex za napsané protokoly většinou ani nedojde - takže nakonec vystudujete s menší námahou než blondýny ekonomku.