Prosty przetwornik cyfrowo-analogowy dla robotów

r_201_23_1
Prosty przetwornik cyfrowo-analogowy dla robotów

Czasami konieczne jest dodanie przetwornika C/A do mikrokontrolera dla określonej aplikacji.
Można to dość prosto osiągnąć poprzez podłączenie gotowego przetwornika C/A do magistrali mikrokontrolera.
Tutaj pokazane jest jeszcze prostsze i bardziej ekonomiczne rozwiązanie oparte na karcie katalogowej firmy Microchip (https://www.microchip.com).
Mikrokontroler wytwarza cyfrowy sygnał wyjściowy PWM (modulowany szerokością impulsu), który jest filtrowany przez dolnoprzepustowy filtr RC.
Chociaż sygnał PWM ma stałą częstotliwość powtarzania, stosunek włączania/wyłączania zmienia się od 0 do 100%, co po filtrowaniu daje analogowy sygnał wyjściowy proporcjonalny do stosunku.
Pojedyncze wyjście cyfrowe z pinu portu (na przykład sterowane z timera na strukturze półprzewodnikowej) może, zatem stanowić podstawę analogowego sygnału wyjściowego.
Wytyczne dotyczące obliczania wartości dla filtra dolnoprzepustowego RC podano w karcie katalogowej.
Zastosowanie sugerowanych wartości (3,9kΩ i 10nF) daje częstotliwość odcięcia -3dB około 4kHz.
Filtr sterowany częstotliwością PWM około 20kHz nadaje się do wysyłania dźwięków i sygnałów głosowych o szerokości pasma 4kHz.
Ten prosty filtr tłumi podstawową częstotliwość PWM 20kHz o 14dB, co może nie brzmieć zbyt głośno, ale ucho ludzkie ma własne tłumienie wysokich częstotliwości (cechy, które zmieniają się wraz z wiekiem), więc częstotliwości tak wysokie będą ledwo słyszalne.
W tym zastosowaniu można użyć dowolnego standardowego wzmacniacza operacyjnego, na przykład TL071.
Sygnały o niższej częstotliwości aż do prądu stałego mogą być również obsługiwane przez ten obwód, a w tym przypadku częstotliwość odcięcia filtra dolnoprzepustowego może zostać dodatkowo zmniejszona, co zapewni lepsze tłumienie podstawy PWM i zmniejszy tętnienie na wyjściowych sygnałach prądu stałego.
Jednym typowym zastosowaniem obwodu jest kontrola prędkości silnika prądu stałego zgodnie ze standardem branżowym ±10V.
Obwód zostanie podłączony do silnika poprzez odpowiedni stopień sterownika mocy.
W takim przypadku właściwości elektromechaniczne samego silnika będą działać jak filtr dolnoprzepustowy.
Autor: Tilo Gockel

Komentarze z Facebooka

Komentarze obecnie - OFF.