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filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée



  1. #1
    thermique74

    filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Salut,

    je ne suis pas super fort en électronique donc je vous demande un peu d'aide.

    Je veux créer une tension 0-8V DC à partir d'une sortie tor 24VDC d'un automate.
    Je vais mettre un optcoupleur pour passer de 24VDC à 8VDC.
    Je vais moduler la tension en PWM (modulation de largeur d'impulsion). Je vais avoir une fréquence maxi de 1KHz. Il faut que je fasse des tests pour savoir la fréquence que je vais utiliser et aussi la largeur de la bande On mini.

    Donc je vais avoir une tesion 8V un peu hachée et pas vraiment continue.
    Donc ma question concerne le filtre qu'il faut en sortie pour avoir une tension presque continue. Je crois qu'il faut mettre un filtre passe bas. Mais je suis pas essez pointu la dessus pour déterminer la valeur des composants et autres.

    Alors si vous avez des infos la dessus avec des formules, je suis preneur.

    Merci d'avance.

    -----


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  3. #2
    Grulou

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Salut,

    Tu trouveras peut-être ton bonheur ici:

    http://ww1.microchip.com/downloads/e...tes/00538c.pdf

    A+

  4. #3
    thermique74

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Merci pour le lien mais l'anglais pas trop mon truc.

    En fait je veux savoir comment déterminer les valeurs du circuit RC en fonction de la fréquence du PWM et le delta de tension que je veux au final.

    Je pense que c'est assez simple pour les pros de l'électronique mais pour moi c'est un peu floux.

    Merci à tous d'avance

  5. #4
    melkaone

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Merci pour le lien, grulou, j'etais aussi très interessé par cette quesion ^^

  6. #5
    Grulou

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Citation Envoyé par thermique74 Voir le message
    Merci pour le lien mais l'anglais pas trop mon truc.
    Désolé mais là je sais rien faire pour toi... l'anglais est présent a plus de 98% dans l'électronique... et si tu survolais au moins un minimum tu aurais vu :

    RC=1/(2*pi*f)

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    thermique74

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Ne te vexe pas j'ai été voir ton lien.

    Mais je veux dire que je ne maitrise pas toujours bien l'anglais donc il est facile de se tromper et de faire des contre sens.

    Cette formule

    RC=1/(2*pi*f)

    est valable dans tout les cas. f est la valeur de ma fréquence de mon pwm?

    Je pensais qu'il y avait un notion de delta de tension...
    Je supose aussi qu'il ne faut pas avoir une résistance trop faible (limiter le courant).

    J'aime bien comprendre donc si vous pouvez m'expliquer un peu.

    Je vous en remercie d'avance.

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  10. #7
    gcortex

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    On prend 4V
    Ur=Uc=4V
    I=U/R
    Idt=CdU avec dt=T/2=1/2F
    donc dU=U/(2RCf)

    avec RC=1/(2pi f) çà fait une super-ondulation !
    méfiez vous des formules toutes faites !

    je te conseille 1 filtre RC
    suivi d'un 2ème filtre 10R,C/10

  11. #8
    thermique74

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Tu peux m'en dire plus. Si je veux une tesion quasi continu mais aussi avoir un temps de réponse (changement de valeur du pwm) je dois mettre quoi?

    Peux-tu un peu développer ton raisonnement svp.

    Merci d'avance

  12. #9
    gcortex

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    1) L'ondulation est maximale à 4V c'est pour çà que
    j'ai fais le calcul avec 4V
    2) Tu dois choisir entre ondulation faible et réponse rapide
    3) Si tu choisis une certaine ondulation avec PWM à 100KHZ
    soit tu mets un filtre RC qui coupe à 1KHz(au pif), et tu auras un temps de réponse de l'ordre de 1ms
    soit tu mets deux filtres RC et 10R,C/10 en cascade qui
    coupent à 10KHz, et tu auras un temps de réponse
    de l'ordre de 2x0,1ms=0,2ms
    4) si tu veux un temps de réponse plus petit, tu peux
    utiliser un filtre actif du genre Sallen Key avec m=0,8
    par exemple
    5) si ta PWM va à la fréquence F1 et que tu veux en sortie une fréquence F2,
    ton filtre doit couper aux environs de racine de (F1xF2)
    on appelle çà une moyenne géométrique
    ex F1=100KHz et F2=1KHz alors Fc=10KHz
    à Fc RCw=1 avec w=2pi Fc
    Tu peux baisser Fc si tu veux une plus faible ondulation
    Merci qui ?

  13. #10
    thermique74

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Déjà merci.

    En fait je vais avoir une fréquence max de pwm de 1KHz, une tension max de 8V. Le temps de réponse en fait n'est pas primordiale pour moi en fait. Je préfère un signal bien constant qu'un taux de réponse bas.

    Donc je dois faire une filtre RC avec une fréquence de 10Hz si je te suis bien.

    Je ne comprend pas pourquoi tu dis que l'ondulation maxi est à 4V. A un tension moyenne en sortie du pwm de 1V. Dans ce cas j'ai bien plus de temps entre des On du pwm. Donc il faut que le filtre agisse plus. Je me trompe ou pas.

    Tu donne des exemples en prenant une tension finale aux bornes du condensateur?

    Tu peux développer sur mon cas précis svp.

    Je te remercie d'avance.

  14. #11
    gcortex

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Oui, si tu prends 10Hz
    l'ondulation à la sortie du 1er filtre vaut environ U/100
    (1K/10=100)
    l'ondulation à la sortie du 2ème filtre vaut environ U/10000
    (100x100=10000)

    je vais prendre 16Hz pour tomber juste et avoir un
    filtre un peu plus rapide:
    1er filtre: R=1K C=10µF
    2ème filtre R=10K C=1µF je te conseille un plastique 63V

    sortie à vide !

    Pour l'ondulation:
    Umoy=10%
    Ion=90% Ton=10% donc IdT=CdU=9%

    Umoy=50%
    Ion=50% Ton=50% donc IdT=CdU=25%
    Je te passe la théorie, mais je te garantie
    que c'est le dU le + fort.

  15. #12
    thermique74

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Ok merci,

    je dois bien prendre la tension à chaque fois sur le condo?

    Comment être sure de ne pas trop avoir une intensité importante. Comment la calculer pour être sure de ne pas endomager mon récepteur.

    Encore merci d'avance

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  17. #13
    gcortex

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    ben oui tension sur condo 1 vers filtre 2
    tension sur condo 2 sur une entrée haute impédance
    donc pas de courant dans ton récepteur
    sinon tu amplifie avec un suiveur si ton récepteur
    supporte bien du 8V

    1 inversion par l'optocoupleur+
    2 portes NON CMOS en parallèle en entrée du filtre!
    4069 ?
    Dernière modification par gcortex ; 05/11/2006 à 10h46.

  18. #14
    thermique74

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    tu me conseille quoi sur les 2 condos comme type?

  19. #15
    PA5CAL

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Bonjour

    J'aurais un complément de réponse à apporter.

    En y regardant de plus près, le "filtrage" d'un signal PWM réalise en fait la conversion d'un rapport cyclique d'un signal tout-ou-rien vers un niveau de tension analogique.

    En fonction de l'usage du signal transmis qui sera fait en aval, il peut être avantageux de choisir tel ou tel type de convertisseur, et pas nécessairement un filtre. Ça rejoint l'idée du choix entre une ondulation faible et une réponse rapide évoqué ci-dessus, mais en poussant encore plus loin le raisonnement.

    1) Si l'on cherche à reproduire fidèlement le spectre en fréquence ou à transmettre très précisément le niveau d'entrée moyen, quitte à perdre sur le temps de réponse, on cherchera à réduire l'erreur sur le niveau de tension produit (l'ondulation introduite par la PWM, notamment). Un simple filtre correctement adapté suffit alors.

    Dans ce cas, il faut choisir une fréquence de modulation PWM assez élevée, qui dépasse deux fois la limite haute du spectre du signal d'entrée, ajoutée à la largeur de la partie décroissante de la réponse en fréquence du filtre de sortie. La limite de ces spectres est à considérer, non pas du point de vue des fréquences de coupure (-3dB), mais en fonction du niveau d'erreur admis (-60dB, par exemple). De plus, la fréquence de modulation PWM ne doit pas être trop élevée, car les dispositifs électroniques de conversion et de transmission risqueraient alors d'introduire un bruit trop important (défaut de linéarité, jitter, etc.).

    2) Si au contraire la tension transmise doit être traitée en aval par un système de contrôle ou d'asservissement qui nécessite un temps de réaction très rapide, il faudra peut-être utiliser un dispositif plus complexe, sans rapport avec l'électronique linéaire.

    Par exemple, ce dispositif pourrait être constitué d'un générateur de rampe synchronisé et calqués sur à celui du modulateur PWM, suivi d'un échantillonneur-bloqueur commandé sur les fronts du signal tout-ou-rien. Le retard apporté par un tel dispositif ne serait que de l'ordre de la période du modulateur PWM, donc minimum.
    Images attachées Images attachées

  20. #16
    gcortex

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    pour le 10µF tu n'as pas tellement le choix
    un chimique classique (ou tantale ?)
    pour le 1µF je t'ai déjà répondu

  21. #17
    thermique74

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Merci, en fait je préfère avoir une tension assez stable qu'un temps de réponse.

    En fait c'est pour piloter une pompe qui possède un variateur avec une entrée 0-8V.

  22. #18
    PA5CAL

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Citation Envoyé par thermique74 Voir le message
    Merci, en fait je préfère avoir une tension assez stable qu'un temps de réponse.

    En fait c'est pour piloter une pompe qui possède un variateur avec une entrée 0-8V.
    Dans ce cas, 1KHz pour la bande passante, cela me paraît beaucoup... Ou alors, y aurait-il une boucle d'asservissement ?

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  24. #19
    thermique74

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Non pas du tout, en fait sur mon automate je peux aller jusqu'à 1Khz mais je peux descendre. En fait je n'ai pas d'expèrience sur la pwm. Je pense faire des essais avec un oscillo.

    Mais non pas du tout d'asservisement. Mais par contre je vais piloter cette tension toute les 2 secondes on va dire.

  25. #20
    gcortex

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    mes filtres ont une bande passante de 16Hz, pas 1KHz
    ben dans ce cas remplace par des résistances de
    2,2K et 22K, mais tu verras pas la différence

  26. #21
    thermique74

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Non ma fréquence de mon pwm peut aller jusqu'à 1KHz donc si je suis ta théorie il me faut bien un filtre vers les 10Hz.

    Vous pensez que c'est beaucoup une fréquence de 1KHz. Je pensais que plus ont avait une fréquence elevé meilleur serait le signal final.

  27. #22
    gcortex

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Oui, tu as bien suivi, meme 5 Hz
    ce qui importe c'est un rapport entre F(pwm) et F(sortie)
    supérieur à 100
    1000 Hz c'est plutot faible mais suffisant pour ton application
    Tu pensais correctement...

  28. #23
    thermique74

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Ok je vais essayer ça, j'ai un oscillo à mon boulot donc je vais pourvoir bien voir le résultat.

    Merci beaucoup.

  29. #24
    thermique74

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Salut,

    j'ai trouvé à mon boulot un condo de 0,47 microF mais je ne sais pas ce que c'est. Il est assez gros, diamètre 0,5cm, longueur 2,5cm, cylindrique, une patte de chaque côté, 400V, marque ERD.
    Ca peut aller pour faire un essai je supose.

    Si j'ai bien calculé:
    C=0,47uF
    R = 2Kohm
    Fc qui me donne 17Hz

    Je peux essayer comme ça pour le premier filtre RC?

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  31. #25
    gcortex

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    NON
    1) tu as mal calculé
    2) je t'ai déja donné les valeurs 2K 10µF
    comme 0,47µ c'est beaucoup plus petit R doit etre bien plus grande
    3) un condo 16V c'est largement plus petit
    4) 33K 0,47µF pour ton essai (10Hz)
    Dernière modification par gcortex ; 08/11/2006 à 18h58.

  32. #26
    thermique74

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Fc RCw=1 avec w=2pi Fc
    donc 1 = RC 2pi Fc
    avec Fc = 10
    C = 0.47 *10-6

    ca me donne 3.3kohm

    Je dois etre bete.

  33. #27
    gcortex

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    33K et pas 3,3
    effectivement, tu es bète !

  34. #28
    thermique74

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Merci pour le compliment.

    En fait le Fc est 100 et pas 10.

    fréquence d'entrée 1kHz
    fréquence de sortie 10Hz
    donc fc =100


  35. #29
    gcortex

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    Je croyais que tu voulais 1Hz en sortie.
    avec Fc=100Hz, il faudrait au moins 3 filtres !
    Je te conseille donc 2 filtres avec Fc=5Hz à 20Hz
    10Hz çà fait déja un temps de réponse à 99,5%
    de 100 ms, ce qui est largement suffisant pour une pompe !

  36. #30
    thermique74

    Re : filtre en sortie d'un PWM pour avoir une tension lisée

    En fait je ne sais pas la fréquence que je veux en sortie.
    Je veux une tension quasi continue, en tout les cas assez constante.
    Et si possible le plus simple à faire après le pwm.
    Donc je dois faire deux filtres en série avec un fc pour chaqu'un d'entre de 10hz.
    Ok.

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