Pulsweitenmodulation Projektlabor SS 08 Pulsweitenmodulation Erik Liebig 1

Pulsweitenmodulation Projektlabor SS 08 Pulsweitenmodulation Erik Liebig 1

• • • Vorstellung & Einführung Allgemeine Definition Funktionsweise • • • Einsatzgebiete A/D-Wandlung D/A-Wandlung Erik Liebig Elektrotechnik (BSc. ET) Betreuer: Christian Brose Projektlabor SS 08 Pulsweitenmodulation Erik Liebig 2

• • • Einführung Allgemeine Definition Funktionsweise 1. 2. 3. 4. 5. 6. • • • Einsatzgebiete A/D-Wandlung D/A-Wandlung Einführung Allgemeine Definition Funktionsweise Einsatzgebiete A/D-Wandlung D/A-Wandlung Projektlabor SS 08 Pulsweitenmodulation Erik Liebig 3

• • • Einführung Allgemeine Definition Funktionsweise • • • Einsatzgebiete A/D-Wandlung D/A-Wandlung Allgemeine Definition • • • Variation der Ein- und Ausschaltzeit eines Rechtecksignals Konstante Grundfrequenz Tastverhältnis (duty cycle) Quelle: http: //www. netrino. com/ Projektlabor SS 08 Pulsweitenmodulation Erik Liebig 4

• • • Einführung Allgemeine Definition Funktionsweise • • • Einsatzgebiete A/D-Wandlung D/A-Wandlung Funktionsweise • • • Beispiel: schneller Ein- und Ausschaltvorgang einer Leuchtdiode Veränderung Tastverhältnis (Relative Einschaltzeit) Mittelwert bilden Projektlabor SS 08 Pulsweitenmodulation Erik Liebig 5

• • • Einführung Allgemeine Definition Funktionsweise • • • Einsatzgebiete A/D-Wandlung D/A-Wandlung Vm = 3, 75 V Vm = 1, 25 V Quelle: http: //www. mikrocontroller. net Projektlabor SS 08 Pulsweitenmodulation Erik Liebig 6

• • • Vorstellung & Einführung Allgemeine Definition Funktionsweise • • • Einsatzgebiete A/D-Wandlung D/A-Wandlung Einsatzgebiete • Steuerungstechnik • Motoransteuerung • Dimmen von Leuchtdioden • Leistungselektronik • Gleichstromsteller • Frequenzumrichter • Heizelemente • • Nachrichtentechnik Umsetzung von Audio-Signalen Projektlabor SS 08 Pulsweitenmodulation Erik Liebig 7

• • • Vorstellung & Einführung Allgemeine Definition Funktionsweise • • • Einsatzgebiete A/D-Wandlung D/A-Wandlung A/D-Wandlung • Analoges Signal Digitales Signal Quelle: http: //sound. westhost. com Projektlabor SS 08 Pulsweitenmodulation Erik Liebig 8

• • • Vorstellung & Einführung Allgemeine Definition Funktionsweise • • • Einsatzgebiete A/D-Wandlung D/A-Wandlung Quelle: http: //sound. westhost. com Projektlabor SS 08 Pulsweitenmodulation Erik Liebig 9

• • • Vorstellung & Einführung Allgemeine Definition Funktionsweise • • • Einsatzgebiete A/D-Wandlung D/A-Wandlung Quelle: http: //projektlabor. ee. tu-berlin. de/miniprojekte Projektlabor SS 08 Pulsweitenmodulation Erik Liebig 10

• • • Einführung Allgemeine Definition Funktionsweise • • • Einsatzgebiete A/D-Wandlung D/A-Wandlung • • Digitales Signal Analoges Signal Mittelwert bilden mit Tiefpassfilter Tastverhältnis = 40% Quelle: http: //www. atwillys. de Projektlabor SS 08 Pulsweitenmodulation Erik Liebig 11

• • • Einführung Allgemeine Definition Funktionsweise • • Einsatzgebiete A/D-Wandlung D/A-Wandlung Mittelwert bilden mit Tiefpassfilter Tastverhältnis = 50% Quelle: http: //www. atwillys. de Projektlabor SS 08 Pulsweitenmodulation Erik Liebig 12

• • • Einführung Allgemeine Definition Funktionsweise • • • Einsatzgebiete A/D-Wandlung D/A-Wandlung Quelle: http: //www. atwillys. de Projektlabor SS 08 Pulsweitenmodulation Erik Liebig 13

• • • Einführung Allgemeine Definition Funktionsweise • • • Einsatzgebiete A/D-Wandlung D/A-Wandlung • Folgerung: f. PWM >> f. Analog • Gute Näherung: f. PWM = 10 ∙ f. Analog • • Andere Möglichkeit: Filterordnung erhöhen Im Audiobereich werden meist Filter 3. oder 4. Ordnung verwendet Quelle: http: //www. atwillys. de Projektlabor SS 08 Pulsweitenmodulation Erik Liebig 14

• • • Einführung Allgemeine Definition Funktionsweise • • • Einsatzgebiete A/D-Wandlung D/A-Wandlung Zusammenfassung Analog PWM Laser Empfänger Tiefpass Analoges Signal Δ Projektlabor SS 08 Pulsweitenmodulation Erik Liebig 15

• • • Einführung Allgemeine Definition Funktionsweise • • • Einsatzgebiete A/D-Wandlung D/A-Wandlung Quellen (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Ohm & Lüke – Signalübertragung, 10. Auflage (ISBN: 978 -3 -540 -69256 -0) Karl-Dirk Kammeyer – Nachrichtenübertragung, 3. Auflage (ISBN: 3 -519 -26142 -1) http: //www. mikrocontroller. net/articles/Pulsweitenmodulation http: //projektlabor. ee. tu-berlin. de/miniprojekte/licht. php? style=1 http: //www. netrino. com/Embedded-Systems/How-To/PWM-Pulse-Width-Modulation http: //sound. westhost. com/articles/pwm. htm http: //www. atwillys. de/imp/projekte/pwm 430/index. htm Sämtliche Onlinequellen mit Stand vom 27. 04. 2008 Projektlabor SS 08 Pulsweitenmodulation Erik Liebig 16

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Projektlabor SS 08 Pulsweitenmodulation Erik Liebig 17