Verständnisfrage zu RC- Glied zur Glättung

Technik Elektronik & Elektrotechnik
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Hallo zusammen,

hatte vor ein paar Wochen schon mal ein paar Fragen zu meinem Projekt…
Link zum Nachlesen:

/t/microstepping-mit-c-und-l6208/5291674

Es handelt sich um eine Schrittmotoransteuerung im Microstepping mit dem Motortreiber L6208. Anbei das Datenblatt, sowie das Application Note zum Baustein L6208:
http://www.st.com/stonline/products/l… (Datenblatt)
http://www.st.com/stonline/products/l… (Application Note)

Dazu benötigt man zwei um 90° zueinander verschobene Sinuswellen als VREF-Signale.
Um diese Signale zu erstellen benutze ich einen Controller, der mir ein PWM-Signal mit veränderlichem Puls-/Pausenverhältnis ausgibt und auf ein RC-Glied schickt. Den Code habe ich überprüft, der ist richtig.
Die Ausgabe sieht wie folgt aus:

http://img20.imageshack.us/i/img2646v.jpg/

Erklärung dazu:
Channel1: Sinus, der aus dem PWM- Signal des µC besteht und über ein R-C- Glied geht
Channel2: PWM- Signal zur Sinuserzeugung

Das R-C-Glied sieht so aus:

http://img239.imageshack.us/i/vref.jpg/

Mir wurde damals geraten, die Zeitkonstante zu vergrößern, was ich auch getan hab, indem ich den Kondensator vergrößert habe. Das Signal wurde schön zu einem Sinus verschliffen. Der Motor hat sich dann auch gedreht, allerdings waren die Kondensatoren im RC-Glied zu groß, sie haben zu viel Strom aus dem Controller gezogen…
Nun wollte ich den Widerstand vergrößern, allerdings funktioniert das nicht so, wie ich das gerne hätte…
Wenn ich den Widerstand R9 vergrößere wird das Signal nur zusätzlich gedämpft, also die Amplitude verringert, ebenfalls beim Widerstand R8.
Um das Signal zu glätten müsste ein weiterer Widerstand zwischen C6 und V_REF an L6208 eingebaut werden. Da ich aber ein Eval-Board verwende, kann ich dort keinen Widerstand einfügen!
Gibt es da noch eine andere Lösung, um mit einem Widerstand das Signal zu glätten? Einen Impedanzwandler,etc. möchte ich aus verschiedenen Gründen nicht einsetzen.

Vielen Dank für eure Hilfe!

Liebe Grüße,
Markus

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R8 weglassen
Hallo Llemilian,

R9 und R8 bilden zusammen einen Spannungsteiler, der mit C6 und dem Eingangsstrom des Vref-Eingangs belastet wird.
Dieser Spannungsteiler soll anscheinend zwei Funktionen gleichzeitig erfüllen:
1.) Glättung des PWM-Signals
2.) Verringerung der Amplitude des geglätteten PWM-Signals

Glättung des PWM-Signals:
Die Zeitkonstante eines RC-Gliedes kann durch Wert-Vergrößerung eines oder beider Bauteile erfolgen (R9 oder C6). Voraussetzung ist allerdings, dass R8 weggelassen wird! Wenn Du den Kondensator vergrößerst, hat dies den Nachteil, dass die Strombelastung des PWM-Ausgangs steigt. Daher ist es vorteilhafter die Zeitkonstante durch Vergrößerung des Widerstandes R9 zu vergrößern.
Im Prinzip fängst Du bei der Auslegung des RC-Gliedes damit an, dass Du im Datenblatt des Mikrocontrollers nachschaust, welchen Strom der Port maximal liefern kann. Anhand dieses Stromwertes berechnest Du dann den Mindestwert des Widerstandes. Der Einfachheit halber gehst Du von einem entladenen Kondensator aus, denn in diesem Fall muss der Ausgangsport des Mikros den höchsten Strom liefern.
R = U / Imax
U = Maximale Ausgangsspannung des PWM-Ports [Volt]
R = minimaler Widerstandswert [Ohm]
Imax = Maximalstrom, den der PWM-Pin liefert [Ampere]

Wenn Du R ausgerechnet hast, vergrößere ihn nochmal um ca. 20% - 50% um den Port-Pin zu schonen.
Anschließend vergrößerst Du den Kondensator solange, bis das Sinus-Signal genügend verschliffen ist, wobei R8 (wie oben erwähnt) nicht angeschlossen wird.

Einstellung der Amplitude:
Wenn Dein RC-Glied nun wie gewünscht das PWM-Signal glättet, schau nach, ob die maximale Amplitude nicht zu hoch ist für den Vref-Eingang des L6802. Nur wenn dies der Fall ist, schalte einen R8 dazu, dessen Wert so hoch gewählt wird, dass die Maximalamplitude am Vref-Pin fast erreicht wird.
Wenn die Zeitkonstante durch R8 wieder zu groß wird, verkleinere den Kondensator C6 und erst wenn das nichts nützt, vergrößere R9.

Einen Widerstand zwischen C6 und dem Vref-Eingang wäre nicht so vorteilhaft glaube ich, denn es könnte sein, dass dadurch die Amplitude direkt am Vref-Pin verzerrt wird, d.h. etwas zusammenbricht. Dies würde passieren, wenn der Innenwiderstand des Vref-Pins ähnlich groß ist wie der zusätzliche Widerstand. Nur wenn der Innenwiderstand ca. 20 fach größer ist als der zusätzliche Widerstand, wären die Verzerrungen vernachlässigbar.

Viel Erfolg

Gruß, Hilarion