Generatore onde sinusoidali con stranezze

Progetti Arduino
Guido
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Re: Generatore onde sinusoidali con stranezze

Messaggio da Guido »

apollokid ha scritto: mer 29 lug 2020, 11:44 Posso approfittare di te e provare a togliermi una curiosità? Perchè si preferisce generare un segnale PWM e poi filtrare le armoniche anzicchè generare direttamente la sinusuoide attraverso l'uscita analogica da amplificare poi con un amplificatore audio?
Quando si pilotano transistor, mosfet etc diventa necessario ridurre al minimo perdita di potenza che viene dissipata sotto forma di calore perche' cosi' facendo si riesce a raggiungere potenze ragguardevoli senza grosse perdite di energia elettrica. Pensa ad un amplificatore di BF in classe A dove il rendimento e' bassissimo, se ben ricordo il 50 % della corrente viene dispersa in calore . Se per potenze basse e/o dove si voglia avere bassa distorsione l'amplificazione analogica puo' essere conveniente, per potenze alte dove non c'e' la necessita' di alta fedelta' la modulazione PWM diventa preferibile. I semiconduttori che ho detto dissipano pochissimo in calore quando sono interdetti (corrente zero e max tensione ai loro capi) oppure quando sono in saturazione (corrente max e quasi zero tensione ai loro capi), ma ovviamente queste due condizioni non vanno d'accordo con la possibilta' di ottenere un segnale analogico in uscita. Il trucco che si e' usato e' quello di giocare sul tempo di conduzione. Se abbiamo in Arduino una tensione max di uscita di 5 V e min di zero volt, una volta fissata una unita' di tempo per esempio
1 mS, se portiamo l'uscita per 0,5 mS a 5 V e nei restanti 0,5 mS a zero V la tensione media in quel mS sara' di 2,5 V. Analogamente se abbiamo una uscita per 0,6 mS a 5 V e per 0,4 mS a zero volt la tensione media di uscita sara' 3 V, con valori intermedi si hanno tensioni medie da 0 a 5 V. Con questo trucco abbiamo in uscita onde quadre che ci permettono di pilotare i semiconduttori in saturazione oppure interdizione, ma filtrando l'usicta dei semiconduttori con filtro RC oppure tramite induttanze e/o bobina di trasformatore otteniamo il valore medio di tutti questi pilotaggi, simulando cosi' un segnale analogico. E' lo stesso principio degli amplificatori di BF in classe D che si usano quando si vuole avere il max rendimento elettrico. C'i sono un paio di video di pier Aisa relativi appunto agli amplificatori in classe D.
Sicuramente ci sono dei motivi ma al momento mi sfuggono, posso solo ipotizzare che sia più semplice il circuito di amplificazione piuttosto che la sinusoide filtrata dalle componenti armoniche risulti alla fine più pulita e continua rispetto a quella generata con il DAC che per forza di cose ha una forma più o meno scalettata in funzione del numero di bit di risoluzione.
Certamente. Se si vuole avere bassa distorsione diventa necessario l'amplificatore analogico anche se per potenze di 200-300 watt comincia a costare.
apollokid
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Re: Generatore onde sinusoidali con stranezze

Messaggio da apollokid »

Ti ringrazio per la esauriente spiegazione, diciamo che erroneamente l'aspetto dell'efficienza non lo avevo minimamente tenuto in considerazione.
Vedo che hai tirato in ballo il discorso della distorsione e guardando le cose più con l'occhio di un informatico che di un elettronico mi hai fatto venire in mente una cosa.
Ricordo che in elettronica analogica si usa spesso la retroazione per la stabilizzazione, qui in realtà stiamo parlando di un mix tra elettronica digitale ed analogica e pensavo: da un punto di vista teorico sarebbe possibile correggere le distorsioni via software grazie ad una correzione in real-time del segnale PWM generato a patto di monitorare di continuo la curva sinusoidale effettiva e confrontarla con quella attesa. Una sorta di retroazione in digitale diciamo.
Chissà se è solo un mio volo di fantasia o se in realtà sono logiche già ampiamente utilizzate negli inverter commerciali di qualità...
tiziao
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Re: Generatore onde sinusoidali con stranezze

Messaggio da tiziao »

Senza complicarsi la vita se serve bassa distorsione si fa ricorso ad un DDS.

Nel caso di inverter si tende ad usare micro con periferici specializzati con contatori adatti all' uso.
Guido
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Re: Generatore onde sinusoidali con stranezze

Messaggio da Guido »

apollokid ha scritto: gio 30 lug 2020, 8:47 Ricordo che in elettronica analogica si usa spesso la retroazione per la stabilizzazione, qui in realtà stiamo parlando di un mix tra elettronica digitale ed analogica e pensavo: da un punto di vista teorico sarebbe possibile correggere le distorsioni via software grazie ad una correzione in real-time del segnale PWM generato a patto di monitorare di continuo la curva sinusoidale effettiva e confrontarla con quella attesa. Una sorta di retroazione in digitale diciamo.
Chissà se è solo un mio volo di fantasia o se in realtà sono logiche già ampiamente utilizzate negli inverter commerciali di qualità...
Dal punto di vista teorico potrebbe essere un discorso valido e utile per chi e' interessato alla BF, ma non avrei idea di come ottenerlo in pratica . Ma per le mie esigenze di costruire un inverter grezzo e senza molte pretese dovrebbe andar bene il sistema semplice su cui stavo lavorando. Appena avro' tempo ci rimettero' le mani.
Guido
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Re: Generatore onde sinusoidali con stranezze

Messaggio da Guido »

tiziao ha scritto: gio 30 lug 2020, 10:34 Senza complicarsi la vita se serve bassa distorsione si fa ricorso ad un DDS.
Hai detto nulla Tiziano !
Nel caso di inverter si tende ad usare micro con periferici specializzati con contatori adatti all' uso.
Perfettamente d'accordo ma qui siamo su un subforum dedicato ad Arduino e quindi si tenta di fare qualcosa di interessante con l'accrocco, tanto per fare un po' di pratica.
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