Hallo Forum,
ich habe mir mal das alte Thema nochmal rausgegriffen, weil ich die Baustelle gerne mal zuende bringen wollte.
Thoralt im November 2010 hat geschrieben:Ich versuche gerade, mir die Auswirkungen der Überbrückung von C28 klarzumachen. Eigentlich will ich ja das PWM-Signal optimal in das System integrieren. Das heißt, es soll dem Signal des AD9833 möglichst nahekommen. Der hat 0,65 V Vout(max) - dieses Niveau kann man mittels R13 erreichen. Das Signal ist dann aber asymmetrisch. Mittels unserer Offset-Spannungsverstellung könnten wir zwar digital gegenhalten, aber dann ist das Gesamtsignal nicht mehr im vollen Bereich +/-10 V verstellbar.
Entweder klemmen wir an U12a/IN- noch 8k2 + Poti 4k7 nach +5V (damit sollte sich irgendwie 2,5 V negatives Offset an IN- einstellen lassen), oder wir ersetzen C28 durch was größeres (100 uF oder mehr, muss aber kein 50-V-Typ sein wie in der Schaltung angegeben). Die Lösung mit einem größeren C28 scheint mir verlässlicher, da sie näher am Original liegt.
Ich habe mir das nochmal durchgedacht und auch ein wenig gemessen. Schlußfolgerung ist, daß C28 raus muß. Er schneidet den DC-Anteil des PWM-Signals ab. Das ist ok, aber das stimmt jeweils nur für ein festes Tastverhältnis und Zweck der Übung ist halt ein variables Tastverhältnis. Für den (DC-freien) Audioeingang war C28 ok; nur hier können wir ihn nicht brauchen.
Auch die Originalschaltung um U12a muß geändert werden, damit am Ausgang 0..0,65V rauskommt, da wir ja dem Signal des AD9833 nahekommen müssen. Aus dem Controller-PIN kommt 5V-TTL und der U12a ist mit einer Verstärkung von 1 bis 6 dimensioniert, das wird also auch mit R13 auf Linksanschlag nie kleiner als 5V. Daher plädiere ich für einen Vorwiderstand vor R19 um auf das Niveau von 0,65V zu kommen. Den R13 kann man auch noch reduzieren, dann kann man die Amplitude besser einstellen.
Also nochmal die Fakten der Reihe nach:
- AD9833 hat einen Ausgangsspannungsbereich von 38mV bis 650mV. Das ist nicht symmetrisch und es gibt einen kleinen Offset von 38mV
- Der DC restorer mit U9/U8 verschiebt den Arbeitspunkt auf den "virtuellen" Ruhepegel (650mV-38mV)/2+38mV.
- Die PWM-Spannung vom Controller ist 5V-TTL
- Die Schaltung um U12a hat eine Verstärkung im Bereich V=1...6, einstellbar mit R13
- Die U12a Stufe für PWM muß eine Ausgangsspannung haben von 0..650mV, wir brauchen also einen Spannungsteiler
- C28 entkoppelt den DC-Anteil des PWM-Signals, aber dieser variiert mit dem Tastverhältnis (ist ja auch Zweck des Ganzen). Außerdem ruiniert C28 die PWM-Signalform unterhalb von 50Hz.
Vorschlag für eine
Hardware-Änderung für den Einsatz der PWM-Option anstelle des Audio-In:
- neue Verbindung vom PWM-out des Controllers an PIN3/U12a über einen
neuen Widerstand 470k (Verhältnis neu/R19 = 11:1)
- optional: neuer Widerstand 47k und R19 = 4k7 (Zielverhältnis 11:1)
- optional: damit die PWM-Amplitude feiner eingestellt werden kann, kann man R13 z. B. durch 10k ersetzen
-
C28 durch eine Brücke ersetzen.
Jetzt ist doch alles gut!? Nein, leider nicht. Die 38mV Offset, die die Schaltung um U8 erwartet, holen uns leider ein. Das klingt erstmal nach nicht viel, aber im Verhältnis zu 650mV ist es doch eine Menge. In der Praxis kommen dann noch einige Millivolt Offset des U12a hinzu und dann landen wir ca. bei 50mV. Bezogen auf den DDS-Ausgang mit voller Amplitude +/10V sind das dann knapp 2Volt Offset.
Jetzt könnte man, wie Thoralt schon vorgeschlagen hat, noch ein Offset-Poti an U12a ranfädeln oder auch mit BS170 und Poti parallel zu R18 den DC-Restorer U9 schaltbar für den PWM-Modus justieren. Ist halt alles nicht schön.
Andere Alternative von Thoralt war, die Offset-Spannung softwaremäßig zu bemühen. Das geht recht gut, ich hab's schon mal ausprobiert, frißt aber etwas Code vom sowieso nicht allzu üppigen Flash und ein zusätzlicher Kalibrierparameter muß auch noch rein. Die zwei Volt zusätzlich sind in den Endstufen grade noch drin.
Was meint Ihr?
Grüße
Paul