Spread-spectrum -- découpage

[Antoane]

Bonjour à tous,

Je cherche à limiter les problèmes de CEM liés à l'utilisation d'un hacheur en étalant le spectre de mon signal de découpage.
Ma question est de savoir quelle devrait être la loi de modulation de la fréquence instantanée, autour de la fréquence centrale.
J'ai envie de mettre un signal aléatoire, afin d’aplatir autant que possible mon spectre (bruit blanc (rose) = spectre plat)). Mais en même temps, on devrait pouvoir lire la séquence des déviations par rapport à la fréquence centrale dans n'importe quel ordre, donc une modulation par triangle devrait tout aussi bien convenir (sans compter que c'est quand même plus simple à implémenter que de l'aléatoire)...
Il me semble qu'on trouve les deux dans les composants intégrés ?

Question assez généraliste, mais si vous avez besoin de le savoir : je travaille sur FPGA.
Merci d'avance.

-----

[inviteede7e2b6]

sur que c'est une bonne idée ?

étaler le spectre du découpage , c'est multiplier les signaux parasites à filtrer.... (à mon avis)

[Tropique]

Bonjour à tous,

Je cherche à limiter les problèmes de CEM liés à l'utilisation d'un hacheur en étalant le spectre de mon signal de découpage.
Ma question est de savoir quelle devrait être la loi de modulation de la fréquence instantanée, autour de la fréquence centrale.
J'ai envie de mettre un signal aléatoire, afin d’aplatir autant que possible mon spectre (bruit blanc (rose) = spectre plat)). Mais en même temps, on devrait pouvoir lire la séquence des déviations par rapport à la fréquence centrale dans n'importe quel ordre, donc une modulation par triangle devrait tout aussi bien convenir (sans compter que c'est quand même plus simple à implémenter que de l'aléatoire)...

Sans questionner le bien-fondé de telles pratiques, si le signal est triangulaire il faut que la modulation soit suffisamment rapide pour que Bessel discrétise et brouille toutes les raies de sorties, sinon on va voir un spectre qui monte et qui descend (et qui sera facile à capturer par le spectrum analyzer de l'organisme de certification.....)

[Antoane]

Bonjour, merci pour vos réponses.

Je pense comprendre l'idée générale, mais je ne vois pas ce que Bessel vient faire là-dedans ?

Donc l'étalement de spectre a pour unique objectif de passer les tests CEM ? Je savais que c'était un objectif, mais pensais qu'il y avait vraiment un gain du point de vue des perturbations subies par les voisins...

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tropique]

Je pense comprendre l'idée générale, mais je ne vois pas ce que Bessel vient faire là-dedans ?

Si la fréquence est modulée infiniment lentement, les bornes de la modulation en fréquence vont être occupées par un balayage continu et uniforme.
Lorsque la vitesse de modulation n'est plus négligeable, deux choses vont se produire: le spectre de sortie va déborder des bornes de modulation, et il ne ne sera plus continu: l'énergie va se concentrer préférentiellement dans certaines raies.
On peut représenter ce spectre au moyen des fonctions de Bessel

Donc l'étalement de spectre a pour unique objectif de passer les tests CEM ? Je savais que c'était un objectif, mais pensais qu'il y avait vraiment un gain du point de vue des perturbations subies par les voisins...

Oui et non: si ta clock est à 33MHz, et que tu cherches justement à écouter une station FM à 99MHz, tu vas être sérieusement perturbé; en étalant le spectre, la perturbation demeurera, mais sera atténuée, rendant l'écoute possible. Par contre, à partir de ce moment, tout le reste de la bande de fréquence qui restait vierge de problèmes va également se trouver (modérément) perturbée.
Mais à 99%, c'est quand même pour réussir les tests....

[polo974]

Bonjour à tous,
...
Question assez généraliste, mais si vous avez besoin de le savoir : je travaille sur FPGA.
Merci d'avance.

Bonjour Antoane et aux autres,
J'avais pensé à une époque utiliser un générateur pseudo aléatoire et un comparateur.

ex pour un pwm sur 8bits:
imagine un générateur pseudo aléatoire avec 255 états (donc registre sur 8bits et 1 ou 2 xor).
le registre prendra toutes les valeurs entre 1 et 255 (bornes exclues).
tu compares le générateur à la consigne, et tu obtiens normalement sur la retenue un train pseudo aléatoire comportant la densité de 1 et de 0 que tu attends pour ton pwm.

si tu utilises des valeurs de comparaison assez éloignées de 1 et de 255, tu dois obtenir un spectre relativement bien étalé.
(mais comme l'a dit Tropique, si c'est la fréquence du fpga qui te gène, ce n'est pas la solution, si c'est la fréquence fondamentale du pwm, ça doit marcher).

n'ayant jamais été au-delà du concept fumeux, si tu jettes ça dans un fpga et fais quelques tests, tiens nous au courant...

[Antoane]

Bonjour,

J'avais pensé à une époque utiliser un générateur pseudo aléatoire et un comparateur.

ex pour un pwm sur 8bits:
imagine un générateur pseudo aléatoire avec 255 états (donc registre sur 8bits et 1 ou 2 xor).
le registre prendra toutes les valeurs entre 1 et 255 (bornes exclues).
tu compares le générateur à la consigne, et tu obtiens normalement sur la retenue un train pseudo aléatoire comportant la densité de 1 et de 0 que tu attends pour ton pwm.

si tu utilises des valeurs de comparaison assez éloignées de 1 et de 255, tu dois obtenir un spectre relativement bien étalé.

Avec cette méthode, on ne maitrise pas la fréquence moyenne de découpage, si ? On peut aisément la borner mais la calculer (qui plus est, en fonction du rapport cyclique) demande de passer par l'ordre de sortie des des mots du générateur pseudo-aléatoire ?

Merci !

[polo974]

de toute façon, la fréquence basse est au pire celle du pwm normal si on accepte d'utiliser la pleine gamme de valeur, le filtre reste en gros le même.
la fréquence haute est au pire 127.5 fois la fréquence du pwm normal ,mais en fait, c'est nettement moins, car le géné pseudo aléatoire ne sort jamais un salve continue de 010101 plus longue que le registre.

le gros problème, en fait (si le pwm attaque un étage de puissance) est la montée considérable en fréquence moyenne, ce qui risque de faire un (bon peu) chauffer ce pauvre étage de sortie...

quelle est la définition de ton pwm? car c'est sûr que pour un 12 bit ou plus, la méthode n'est pas directement applicable si le signal doit être amplifié, mais il a d'autres pistes...

au fait, c'est bien la fondamentale de ton pwm qui te gêne? et de combien de dB?

[Biname]

Hello,

En DSS, la puissance instantanée est la même que sans DSS. Le récepteur voit donc passer des pics de même puissance que ce qu'il recevait sans DSS, c'est la puissance moyenne reçue qui est plus faible ... tout le monde le sait ici. Il faut donc moduler avec une fréquence que le récepteur ne recevra pas : plus de ???20 kHz???.

Biname

[polo974]

Hello,

En DSS, la puissance instantanée est la même que sans DSS. Le récepteur voit donc passer des pics de même puissance que ce qu'il recevait sans DSS, c'est la puissance moyenne reçue qui est plus faible ...

encore faudrait-il spécifier dant quelle bande, car dans la bande totale occupée, la puissance moyenne ets la même, elle est juste étalée. ci qui permet de la noyer dans le gazon (heu..., le bruit de fond).

tout le monde le sait ici.

serait-ce une manière de dire que ceux qui ne le savaient pas sont des idiots?
manque de pot, ça manquait de précision...

Il faut donc moduler avec une fréquence que le récepteur ne recevra pas : plus de ???20 kHz???.

Biname

sauf que le récepteur est un analyseur de spectre pour test CEM...

il faut étaler pour passer suffisemment sous le gabari du test CEM.

[Antoane]

Bonjour,
merci pour vos réponses.

le gros problème, en fait (si le pwm attaque un étage de puissance) est la montée considérable en fréquence moyenne, ce qui risque de faire un (bon peu) chauffer ce pauvre étage de sortie...

Plus ou moins... il suffirait de modifier la fréquence de base pour s'en affranchir.

quelle est la définition de ton pwm? car c'est sûr que pour un 12 bit ou plus, la méthode n'est pas directement applicable si le signal doit être amplifié, mais il a d'autres pistes...
au fait, c'est bien la fondamentale de ton pwm qui te gêne? et de combien de dB?

Fondamental ou harmonique, qu'est ce que ça change ?
Comme dit plus haut, la question est très généraliste.

DSS = ?

[polo974]

Bonjour,
merci pour vos réponses.

Plus ou moins... il suffirait de modifier la fréquence de base pour s'en affranchir.

Tu risques de te retrouver avec un pb de bande passante, ta fréquence PWM devenant parfois inférieure à celle d'origine. (au moins revoir le filtre dans ce cas.)

Fondamental ou harmonique, qu'est ce que ça change ?

Je me suis mal exprimé: fondamentale et harmoniques du pwm d'un coté, ou fréquence du système (clock du fpga plus ou moins divisé et ses harmoniques) de l'autre.

Comme dit plus haut, la question est très généraliste.

DSS = ?

dss: digital spread spectrum (étalement de spectre par multiplication (xor) de chaque bit par une séquence pseudo aléatoire pas trop longue de la même durée que le bit transmis).
l'énergie est étalée sur une bande plus large, et si on ne connaît pas la séquence pseudo, elle peut se noyer dans le bruit de fond.
autre intérêt, si une partie de la bande utilisée est bouchée, le signale passe quand même (avec un peu de perte de signal sur bruit, mais c'est mieux que rien du tout).

[Antoane]

Bonjour,
Merci.


Tout type d'instrument est appelé passoire, sur lequel on peut définir trois sous-ensembles : l'intérieur, l'extérieur et les trous.
Les trous ne sont pas importants. En effet, on ne change pas notablement les qualités de l'instrument en réduisant de moitié le nombre des trous, puis en réduisant cette moitié de moitié etc. jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de trou du tout.
D'où, théorème : la notion de passoire est indépendante de la notion de trou et réciproquement.

Il y a trois sortes de passoires : celles qui ne laissent passer ni les nouilles, ni l'eau celles qui laissent passer les nouilles et l'eau et celles qui laissent passer quelque fois l'un ou l'autre et quelquefois pas.
Une passoire qui ne laisse passer ni l'eau ni les nouilles est une casserole;
Une casserole sans queue est un autobus.
Un autobus qui ne roule ni vers la droite ni vers la gauche est une casserole.