temps de réponse d'un filtre analogique

[invite857acf1e]

Bonjour,

je veux convertir un signal PWM de 3.3V en une tension continu 0-5V. j'ai utilisé le montage ci dessous:
Bon, par rapport à la conversion analogique, le résultat est impeccable, j'ai bien une tension analogique de 0-5V.

Mais le problème est dans le temps de réponse du filtre, je vois qu'il est trop long, dans mon application j'ai besoin d'un temps de réponse de qq us mais avec ce montage je suis à qq centaines de ms.

Comment puis-je faire pour améliorer le temps de réponse de ce circuit?

avec R1 = 1K et C1 = 10uF


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[penthode]

hello,

quelle est la fréquence du PWM

[DAUDET78]

j'ai besoin d'un temps de réponse de qq us mais avec ce montage je suis à qq centaines de ms.

Donc tu utilises un vrai DAC et pas du PWM

[invite857acf1e]

hello,

quelle est la fréquence du PWM

qq centaines de KHz

[A voir en vidéo sur Futura]

[penthode]

100 kHz : période de 10 µs

donc "quelques µs" : pas possible

[invite857acf1e]

Donc tu utilises un vrai DAC et pas du PWM

pour le moment j'utilise un signal Rectangulaire de 100KHz généré par un GBF

[DAUDET78]

pour le moment j'utilise un signal Rectangulaire de 100KHz généré par un GBF

donc une période de 10µS et tu veux une réponse en 1µS ????? Faut remettre les pieds sur terre .

[Antoane]

Bonjour,


Selon par rapport à quoi tu spécifie ton temps de réponse (par rapport au début de la période dont le rapport cyclique a changé, par rapport à la fin de cette période, par rapport à la transition de cette période - tous trois ont un sens physique) ta demande de temps de réponse de 1 µs vs. la période du signal PWM peut être impossible à réaliser ou non.

Tu peux jeter un œil à http://www.analog.com/media/en/techn...ets/2645fa.pdf
Sauf à supposer que la fréquence du PWM est constante, c'est le plus rapide qu'on puisse faire (même s'il existe d'autres façons d'implémenter la méthode) : il faut une période (plus un temps de traitement négligeable) du signal PWM pour modifier la valeur de la tension de sortie.

[invite857acf1e]

avec un PWM de 100KHz et R1 = 1K, C1 = 10uF, voila ce que j'obtiens en passant de 0% à 100% de PWM (50ms/division).
peut être j'ai mal expliqué au début mais c'est le temps de montée qui m’intéresse, pourquoi, je ne peux pas avoir un temps de monté de qq us?



Merci

[Vincent PETIT]

Ce que tu vois là, le temps de monté, c'est simplement la constante de temps R*C. Si tu diminues R par exemple, tu vas voir que la montée est plus rapide mais le problème c'est que ça filtrera moins bien (ta tension en sortie d'AOP oscillera un peu plus)

C'est un compromis.

[DAUDET78]

avec un PWM de 100KHz et R1 = 1K, C1 = 10uF, voila ce que j'obtiens en passant de 0% à 100% de PWM (50ms/division).
peut être j'ai mal expliqué au début mais c'est le temps de montée qui m’intéresse, pourquoi, je ne peux pas avoir un temps de monté de qq us?

Tu mets R1=1K et C1=10nF , tu verras que ton temps de montée est bien meilleur !

[Antoane]

Bonjour,

Point de vue temporel :
Le but est de filtrer le signal PWM à 100 kHz, il faut donc que la tension de sortie du filtre soit quasi constante lorsque le rapport cyclique du signal PWM ne varie pas, que la tension de sortie du filtre ne bouge pas trop pendant une période du signal PWM. Si la tension de sortie du filtre pouvait "beaucoup" varier en un temps 1/100 kHz = 10 µs, elle croitrait "beaucoup" pendant l'état haut du PWM et décroitrait d'autant pendant l'état bas. Ce ne serait donc pas une tension quasi-constante qui serait en sortie mais quelque chose ressemblant à un triangle ou à des portions d'exponentielles. Il faut donc que la tension de sortie ne puisse "pas trop bouger" en 10 µs, ce qui fait qu’il faut « beaucoup plus de temps » que 10 µs pour qu’elle bouge beaucoup ».

Point de vue fréquentiel :
Le spectre d’un signal PWM est constitué de raies (d’harmonique) principalement situées au-delà de 100 kHz. Le but du filtre est de supprimer toutes ces harmoniques pour ne garder que composantes basses-fréquences, correspondants aux changements de rapport cyclique. Or :
- La fréquence de coupure fc du filtre doit donc être située bien en deça de fs = 100 kHz ≫ fc;
- Le temps de monté d’un filtre idéal de fréquence de coupure fc vaut 1/(π⋅ fc) ;
Le temps de monté du filtre sera donc : tr = 1/(π ⋅ fc) ≫1/(π ⋅ fs)

Point de vue causal :
Le filtre travaille sur la valeur moyenne du signal PWM, il a donc nécessairement de voir une période entière de signal pour en calculer la valeur moyenne. Le temps de réponse ne peut donc être meilleur que 10µs – cet optimum est accompli, par exemple, par le composant donné en référence plus haut.

[invite857acf1e]

(même s'il existe d'autres façons d'implémenter la méthode)

Bonjour Antoane,

Quelles sont les autres méthodes possibles?

Merci

[Antoane]

Le plus simple serait de le faire ce circuit intégré mais cela peut aussi s'implémenter sur un un micro-contrôleur ou assimilable (DSP, FPGA, etc) aidé d'un DAC. Cela peut aussi se faire en analogique mais je ne vois pas comment le faire autrement que lourdement - connaitre et supposer constante la période simplifierait grandement l'ensemble.

[jiherve]

Bonjour,
c'est impossible de faire mieux de façon analogique avec un filtre c'est de la physique/mathématique de base!
ceci dit si c'est une PWM donc à fréquence constante on peut mesurer la largeur de l'une des parties et en redéduire la valeur de la PWM et piloter un DAC, mais au mieux le temps de réponse sera de l'ordre de 10µs.
Grillé par Antoane mais cible encadrée!
JR

[invite857acf1e]

Merci,

Avec un tel circuit, si je veux amplifier le signal de sortie *2 avec un AOP. sera t'il possible d'utiliser un simple montage non inverseur avec un LM358?

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm158-n.pdf

[DAUDET78]

sera t'il possible d'utiliser un simple montage non inverseur avec un LM358?

Et tu pense que le LM358 réagit en 1µS ???????
A quoi il sert ce signal analogique ?

[invite857acf1e]

désolé, Je ne sais pas exactement, il sert à quoi le signal analog de sortie.
c'est précisé comme ça dans mon cahier de charge