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D/A Wandler Auflösung

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Contents

  D/A Wandler Auflösung Ole Jansen <remove.this.kaspernasebaer@gmx.de> - 2017-08-16 09:20 +0200
    Re: D/A Wandler Auflösung Reinhardt Behm <rbehm@hushmail.com> - 2017-08-16 15:29 +0800
      Re: D/A Wandler Auflösung Ole Jansen <remove.this.kaspernasebaer@gmx.de> - 2017-08-16 12:03 +0200
        Re: D/A Wandler Auflösung Reinhardt Behm <rbehm@hushmail.com> - 2017-08-16 18:41 +0800
        Re: D/A Wandler Auflösung Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2017-08-16 12:49 +0200
          Re: D/A Wandler Auflösung Axel Berger <Spam@Berger-Odenthal.De> - 2017-08-16 20:08 +0200
            Re: D/A Wandler Auflösung Ole Jansen <remove.this.kaspernasebaer@gmx.de> - 2017-08-17 09:57 +0200
              Re: D/A Wandler Auflösung Marte Schwarz <marte.schwarz@gmx.de> - 2017-08-17 14:32 +0200
              Re: D/A Wandler Auflösung Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2017-08-31 12:15 +0200
            Re: D/A Wandler Auflösung Volker Staben <volker.staben@hs-flensburg.de> - 2017-08-17 13:05 +0200
              Re: D/A Wandler Auflösung Joerg Niggemeyer <joerg.niggemeyer@nucon.de> - 2017-08-17 13:43 +0100
                Re: D/A Wandler Auflösung Volker Staben <volker.staben@hs-flensburg.de> - 2017-08-17 15:01 +0200
                  Re: D/A Wandler Auflösung Reinhardt Behm <rbehm@hushmail.com> - 2017-08-17 21:20 +0800
                    Re: D/A Wandler Auflösung Volker Staben <volker.staben@hs-flensburg.de> - 2017-08-18 16:32 +0200
                      Re: D/A Wandler Auflösung Ole Jansen <remove.this.kaspernasebaer@gmx.de> - 2017-08-25 14:34 +0200
        Re: D/A Wandler Auflösung Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de> - 2017-08-16 19:13 +0200
    Re: D/A Wandler Auflösung Frank Buss <fb@frank-buss.de> - 2017-08-16 09:53 +0200
    Re: D/A Wandler Auflösung Gernot Fink <g.fink@gmx.net> - 2017-08-16 10:05 +0200
    Re: D/A Wandler Auflösung Marte Schwarz <marte.schwarz@gmx.de> - 2017-08-16 10:40 +0200
      Re: D/A Wandler Auflösung Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2017-08-16 12:54 +0200
        Re: D/A Wandler Auflösung Marte Schwarz <marte.schwarz@gmx.de> - 2017-08-17 14:23 +0200
    Re: D/A Wandler Auflösung Edzard Egberts <news@edzeg.net> - 2017-08-16 13:29 +0200
      Re: D/A Wandler Auflösung Ole Jansen <remove.this.kaspernasebaer@gmx.de> - 2017-08-16 15:23 +0200
        Re: D/A Wandler Auflösung Edzard Egberts <news@edzeg.net> - 2017-08-16 15:43 +0200
    Re: D/A Wandler Auflösung Thomas Prufer <prufer.public@mnet-online.de.invalid> - 2017-08-16 16:43 +0200
    Re: D/A Wandler Auflösung Sieghard Schicktanz <Sieghard.Schicktanz@SchS.de> - 2017-08-16 22:35 +0200

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#231170 — D/A Wandler Auflösung

Moin,

für folgendes Problem fallen mir einfach nicht die
richtigen (Such)Begriffe ein:

- Zur Verfügung stünde ein 10bit D/A Wandler welchen
   ein µC mit ca. 10kHz mit Daten versorgen kann.

- Gewünscht wird ein langsames aber möglichst lineares
   Ausgangssignal mit sagen wir mal 16 bit Auflösung.
   Tiefpass am Ausgang ist vorhanden.

Erreicht werden soll dies durch passendes "Modulieren" HI/LO
Schalten des letzten bits von dem D/A Wandler.
Der µC ist ein kleiner ATMega und nicht unendlich mächtig.
Mir ist insbes. unklar mit welchem Algoritmus ich diese
D/A Umrechnung möglicht schlank implementieren kann.

Hat jemand Tips wonach ich da suchen muss? Codeschnipsel?
Was mit "Oversampling"?

Viele Grüße,

O.J.

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#231171

AT Wednesday 16 August 2017 15:20, Ole Jansen wrote:

> Moin,
> 
> für folgendes Problem fallen mir einfach nicht die
> richtigen (Such)Begriffe ein:
> 
> - Zur Verfügung stünde ein 10bit D/A Wandler welchen
>    ein µC mit ca. 10kHz mit Daten versorgen kann.
> 
> - Gewünscht wird ein langsames aber möglichst lineares
>    Ausgangssignal mit sagen wir mal 16 bit Auflösung.
>    Tiefpass am Ausgang ist vorhanden.
> 
> Erreicht werden soll dies durch passendes "Modulieren" HI/LO
> Schalten des letzten bits von dem D/A Wandler.
> Der µC ist ein kleiner ATMega und nicht unendlich mächtig.
> Mir ist insbes. unklar mit welchem Algoritmus ich diese
> D/A Umrechnung möglicht schlank implementieren kann.
> 
> Hat jemand Tips wonach ich da suchen muss? Codeschnipsel?
> Was mit "Oversampling"?
> 
> Viele Grüße,
> 
> O.J.

Dithering?

Leg eine Art PWM über die Daten zum DAC. Du wirst aber kaum 16bit 
Genauigkeit sondern nur Auflösung erreichen können. Evtl spucken dir 
Schaltflanken das DAC ins Signal.

-- 
Reinhardt

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#231179

Am 16.08.2017 um 09:29 schrieb Reinhardt Behm:
> AT Wednesday 16 August 2017 15:20, Ole Jansen wrote:
> 
>> Moin,
>>
>> für folgendes Problem fallen mir einfach nicht die
>> richtigen (Such)Begriffe ein:
>>
>> - Zur Verfügung stünde ein 10bit D/A Wandler welchen
>>     ein µC mit ca. 10kHz mit Daten versorgen kann.
>>
>> - Gewünscht wird ein langsames aber möglichst lineares
>>     Ausgangssignal mit sagen wir mal 16 bit Auflösung.
>>     Tiefpass am Ausgang ist vorhanden.
>>
>> Erreicht werden soll dies durch passendes "Modulieren" HI/LO
>> Schalten des letzten bits von dem D/A Wandler.
>> Der µC ist ein kleiner ATMega und nicht unendlich mächtig.
>> Mir ist insbes. unklar mit welchem Algoritmus ich diese
>> D/A Umrechnung möglicht schlank implementieren kann.
>>
>> Hat jemand Tips wonach ich da suchen muss? Codeschnipsel?
>> Was mit "Oversampling"?
>>
>> Viele Grüße,
>>
>> O.J.
> 
> Dithering?

Gut, dann ein paar mehr Infos:

Es geht um ein Glühfadenpyrometer. Der Glühdraht reagiert träge
im Bereich von Sekunden. Das Stellglied für den Heizstrom hat
1024 Incremente. Der tatsächlich nutzbare Bereich ist noch kleiner,
etwa 300 Incremente.
Die Hardware nachträglich zu ändern möchte ich gerne vermeiden.

Die Farbtemperatur des Glühdrahtes soll mittels digitalem Regler
(I-Regler) möglichst genau eingestellt werden. Die
Farbtemperaturmessung des Glühdrahtes liefert nominal 20bit
(Wovon die letzten 4 bit wohl Hokuspokus sind).
Zur Zeit pendelt die Regelung immer zwischen zwei Werten hin und
her dass ichs mit dem bloßen Auge sehen kann.


Gewünscht wäre eine µC Softwarelösung, bei der z.B. 2^16 virtuelle bit
auf die 10 bit vom D/A Konverter und z.B. Zeitslots oder Rauschen
sinnvoll aufgeteilt werden.

> Leg eine Art PWM über die Daten zum DAC. Du wirst aber kaum 16bit
> Genauigkeit sondern nur Auflösung erreichen können. Evtl spucken dir
> Schaltflanken das DAC ins Signal.

Ich hatte angenommen, ich könnte den Wert für den D/A z.B. in
2^6 Zeitslots aufteilen und im letzten dieser Slots das letze bit
entweder HI oder LO setzen. Wenn es schlecht klingt wacht das
nichts, ich will ja keinen Lautsprecher anschließen ;-)

Die Idee hatte doch schon bestimmt jemand anderes.
Nur wie nennt man das? Dithering passt ja schon irgendwie.

O.J.

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#231180

AT Wednesday 16 August 2017 18:03, Ole Jansen wrote:

> Am 16.08.2017 um 09:29 schrieb Reinhardt Behm:
>> AT Wednesday 16 August 2017 15:20, Ole Jansen wrote:
>> 
>>> Moin,
>>>
>>> für folgendes Problem fallen mir einfach nicht die
>>> richtigen (Such)Begriffe ein:
>>>
>>> - Zur Verfügung stünde ein 10bit D/A Wandler welchen
>>>     ein µC mit ca. 10kHz mit Daten versorgen kann.
>>>
>>> - Gewünscht wird ein langsames aber möglichst lineares
>>>     Ausgangssignal mit sagen wir mal 16 bit Auflösung.
>>>     Tiefpass am Ausgang ist vorhanden.
>>>
>>> Erreicht werden soll dies durch passendes "Modulieren" HI/LO
>>> Schalten des letzten bits von dem D/A Wandler.
>>> Der µC ist ein kleiner ATMega und nicht unendlich mächtig.
>>> Mir ist insbes. unklar mit welchem Algoritmus ich diese
>>> D/A Umrechnung möglicht schlank implementieren kann.
>>>
>>> Hat jemand Tips wonach ich da suchen muss? Codeschnipsel?
>>> Was mit "Oversampling"?
>>>
>>> Viele Grüße,
>>>
>>> O.J.
>> 
>> Dithering?
> 
> Gut, dann ein paar mehr Infos:
> 
> Es geht um ein Glühfadenpyrometer. Der Glühdraht reagiert träge
> im Bereich von Sekunden. Das Stellglied für den Heizstrom hat
> 1024 Incremente. Der tatsächlich nutzbare Bereich ist noch kleiner,
> etwa 300 Incremente.
> Die Hardware nachträglich zu ändern möchte ich gerne vermeiden.
> 
> Die Farbtemperatur des Glühdrahtes soll mittels digitalem Regler
> (I-Regler) möglichst genau eingestellt werden. Die
> Farbtemperaturmessung des Glühdrahtes liefert nominal 20bit
> (Wovon die letzten 4 bit wohl Hokuspokus sind).
> Zur Zeit pendelt die Regelung immer zwischen zwei Werten hin und
> her dass ichs mit dem bloßen Auge sehen kann.
> 
> 
> Gewünscht wäre eine µC Softwarelösung, bei der z.B. 2^16 virtuelle bit
> auf die 10 bit vom D/A Konverter und z.B. Zeitslots oder Rauschen
> sinnvoll aufgeteilt werden.
> 
>> Leg eine Art PWM über die Daten zum DAC. Du wirst aber kaum 16bit
>> Genauigkeit sondern nur Auflösung erreichen können. Evtl spucken dir
>> Schaltflanken das DAC ins Signal.
> 
> Ich hatte angenommen, ich könnte den Wert für den D/A z.B. in
> 2^6 Zeitslots aufteilen und im letzten dieser Slots das letze bit
> entweder HI oder LO setzen. Wenn es schlecht klingt wacht das
> nichts, ich will ja keinen Lautsprecher anschließen ;-)
> 
> Die Idee hatte doch schon bestimmt jemand anderes.
> Nur wie nennt man das? Dithering passt ja schon irgendwie.
> 
> O.J.

Für deine Anwendung wäre Dithering wahrscheinlich schon das richtige. Die 
Wärmeträgheit macht dann den Filter. Idealerweise sollte man keinen sturen 
PWM nehmen, sondern etwas Zufall mit reinstecken. Das verhindert, dass die 
PWM-Frequenz durchspuckt. Aber evtl ist das bei dir auch gar kein Problem.

<https://duckduckgo.com/?q=Dithering+dac&t=ffnt&ia=web>
liefert schon einige Treffer:

<http://www.embedded.com/design/configurable-systems/4006431/Sigma-delta-
techniques-extend-DAC-resolution>
<http://www.cypress.com/blog/psoc-hacker-blog/high-resolution-dithered-dac-
psoc-3>
<http://www.electronicdesign.com/analog/squeeze-10-bit-performance-8-bit-
dac>

-- 
Reinhardt

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#231182

Am 16.08.2017 um 12:03 schrieb Ole Jansen:

> Es geht um ein Glühfadenpyrometer. Der Glühdraht reagiert träge
> im Bereich von Sekunden. Das Stellglied für den Heizstrom hat
> 1024 Incremente. Der tatsächlich nutzbare Bereich ist noch kleiner,
> etwa 300 Incremente.

Das klingt aber nach einem digital anzusteuernden Heizelement, wozu dann 
noch ein D/A Wandler? Oder ist das der D/A Wandler, für den Du eine 
passende Ansteuerung suchst?

Eine so träge Regelstrecke wirst Du kaum auf's Grad stabil hinkriegen, 
da würde ich einfach bei den 10 Bit bleiben. Sonst einen Zustandsregler 
statt PID nehmen.

DoDi

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#231194

Hans-Peter Diettrich wrote:
> Eine so träge Regelstrecke wirst Du kaum auf's Grad stabil
> hinkriegen, da würde ich einfach bei den 10 Bit bleiben.

Das eigentliche Problem stand doch explizit dabei:

Ole Jansen wrote:
> Zur Zeit pendelt die Regelung immer zwischen zwei Werten hin und
> her dass ichs mit dem bloßen Auge sehen kann.

-- 
/¯\   No  |    Dipl.-Ing. F. Axel Berger    Tel: +49/ 221/ 7771 8067
\ /  HTML |    Roald-Amundsen-Straße 2a     Fax: +49/ 221/ 7771 8069
 X    in  |    D-50829 Köln-Ossendorf      http://berger-odenthal.de
/ \  Mail | -- No unannounced, large, binary attachments, please! --

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#231200

Am 16.08.2017 um 20:08 schrieb Axel Berger:
> Hans-Peter Diettrich wrote:
>> Eine so träge Regelstrecke wirst Du kaum auf's Grad stabil
>> hinkriegen, da würde ich einfach bei den 10 Bit bleiben.

Was im Prinzip auch reichen würde. Aber:

Der Treiber liefert ein Signal welches sich linear zu 0..1023 
Digitaleinheiten verhält.
Der sinnvoll nutzbare Temperaturbereich der Heizung umfasst davon
lediglich ~300 DE. Die Glühdrahttemperatur verhält
sich exponenziell zu den 1023DE. Beides ist beim Design
nicht hinreichend berücksichtigt worden.

> Das eigentliche Problem stand doch explizit dabei:
> 
> Ole Jansen wrote:
>> Zur Zeit pendelt die Regelung immer zwischen zwei Werten hin und
>> her dass ichs mit dem bloßen Auge sehen kann.

Ja, mein Brett vorm Kopf wird allmählich dünner.

Das Problem ist zweigeteilt und besteht aus einem nicht ganz
gelungenen Design und der Frage, wie eine PWM Modulation des LSB oder
ein sonstiger Workarround am sinnvollsten zu programmieren wäre.

Der jetzige I Regler pendelt tatsächlich um 1 bis 2 Digitaleinheiten
mit eine Periode von einigen Sekunden. Die Helligkeitsänderungen ist
mit bloßem Auge sichtbar. Dies betrifft vorrangig die Bereiche,
in denen die Kennlinie des Glühdrahtes besonders steil ist.
Der Wunsch wäre die Hardware unverändert zu lassen und das Ganze
per Firmwareupdate zu "retten".

Eine Änderung des I-Wertes hin zu langsamerer Regelung führt lediglich
zu einer Verlängerung der Periode. Bei einer Änderung hin zu schnellerer
Regelung wir der Regelkreis instabil.

Die Idee das LSB des D/A Wandlers irgendwie zu modulieren ist
naheliegend, da die Refresh Rate einigermaßen üppig ist.

Heute habe ich beim Stöbern dieses Beispiel gefunden:
<https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/4473>
Auch hier geht es um sichtbare Helligkeiten.

Würden z.B. die letzten 6 bit durch Modulieren des LSB emulieren
ergäbe das bei 64 Zeitslots und bei einem ungesplitteten PWM Signal
eine Frequenz von ~150Hz. Vermutlich ist das schon eine hinreichende
Lösung für die derzeitige Aufgabenstellung.

Die AppNote von Maxim zeigt in Fig. 2 und Fig.3 auch Beispiele
wie durch Splitten in Gruppen die Frequenz der Restwelligkeit
erhöht werden kann.

Ich nehme außerdem mit, dass durch eine pseudozufällige
Reihenfolge der Zeitslots erreicht werden könnte, dass
eine periodische Restwelligkeit des D/A Ausgangssignals durch
Rauschen ersetzt würde.

Habe ich etwas Wichtiges übersehen?

Vielen Dank für Eure Hilfe!

O.J.

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#231204

Hi Ole,

> Ich nehme außerdem mit, dass durch eine pseudozufällige
> Reihenfolge der Zeitslots erreicht werden könnte, dass
> eine periodische Restwelligkeit des D/A Ausgangssignals durch
> Rauschen ersetzt würde.
> 
> Habe ich etwas Wichtiges übersehen?

Ja, dass dem Messtechniker systematische Fehler deutlich lieber sind, 
als stochastische. Wenn Deine Restwelligkeit periodisch ist, kannst Du 
z.B. durch geeignete Abtastraten (meinetwegen auch Korrelationen - denk 
an Lock-In) das Problem eliminieren, nicht hingegen, wenn Du den Fehler 
ins Rauschen legst.

Marte

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#231585

Ole Jansen schrieb:
>
> Der Treiber liefert ein Signal welches sich linear zu 0..1023 Digitaleinheiten verhält.
> Der sinnvoll nutzbare Temperaturbereich der Heizung umfasst davon
> lediglich ~300 DE. Die Glühdrahttemperatur verhält
> sich exponenziell zu den 1023DE. Beides ist beim Design
> nicht hinreichend berücksichtigt worden.

Das ist nicht ganz nachvollziehbar.
Es mag technische Vorteile haben, den Strom zu regeln und nicht
die Spannung. Wackelkontakte und so. Für die Fadentemperatur
wäre IMHO Spannungsregelung sinnvoller, da die Temperatur eher
mit der Spannung und weniger mit dem Strom zusammenhängt.
Kontrolllämpchen, die mit konstantem Strom betrieben werden,
halten weniger lang als solche, die mit konstanter Spannung
betrieben werden. Stichworte: Faden wird mit der Zeit dünner...

Die Strahlungsverluste nehmen mit T^4 zu, andere Wärmeleit-
verluste mit T. Die Heizleistung nimmt so ungefähr mit
U^1.5 zu, je nach Temperaturbereich. Einen exponentiellen
Anstieg kann es auch mit Stromregelung nicht geben.

Was durchaus extrem sein kann, ist die Zunahme des Lichtstroms
mit der Temperatur. T^4 und Wiensche Verschiebung kommen da
zusammen; je nach Temperatur (gerade im Bereich Rot/orangeglut)
kann das dann T^10 oder mehr betragen.

-- 
mfg Rolf Bombach

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#231202

Am 16.08.17 um 20.08 schrieb Axel Berger:
> Hans-Peter Diettrich wrote:
>> Eine so träge Regelstrecke wirst Du kaum auf's Grad stabil
>> hinkriegen, da würde ich einfach bei den 10 Bit bleiben.

Warum nicht? Was hat der Zahlenwert von Zeitkonstanten mit dem Thema
stationäre Genauigkeit bzw. bleibende Regelabweichung zu tun?

> Das eigentliche Problem stand doch explizit dabei:
> 
> Ole Jansen wrote:
>> Zur Zeit pendelt die Regelung immer zwischen zwei Werten hin und
>> her dass ichs mit dem bloßen Auge sehen kann.

genau. Das sieht nach einem instabilen Regelkreis aus. Man müsste halt
mal über das dynamische Verhalten aller Komponenten im Kreis nachdenken
und dann einen ordentlichen Reglerentwurf machen.

Die Kennlinie des Glühdrahts scheint zudem stark nichtlinear zu sein. Da
wird es mit einer einzigen Reglerdimensionierung ohnehin schwierig, der
Regler müsste entsprechend robust ausgelegt werden.

Evtl. könnte ein sliding mode-Ansatz hier etwas bringen. Slideing
mode-Regler sind i.d.R. ausgesprochen robust. Und man braucht bei
enstsprechendem Design nur eine geschaltete Stellgröße.

V.

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#231205

In message <evlbj1F6n0jU1@mid.individual.net>
          Volker Staben <volker.staben@hs-flensburg.de> wrote:


> Warum nicht? Was hat der Zahlenwert von Zeitkonstanten mit dem Thema
> stationäre Genauigkeit bzw. bleibende Regelabweichung zu tun?

>> Das eigentliche Problem stand doch explizit dabei:
>> 
>> Ole Jansen wrote:
>>> Zur Zeit pendelt die Regelung immer zwischen zwei Werten hin und
>>> her dass ichs mit dem bloÃYen Auge sehen kann.

> genau. Das sieht nach einem instabilen Regelkreis aus. Man müsste halt
> mal über das dynamische Verhalten aller Komponenten im Kreis nachdenken

Instabil?  Der Draht schmilzt ?? :-P

Per SW lässt sich doch leicht der Regler in der Schrittweite
begrenzen, bzw. mal "abschalten". Dann "manuell" ein Klick rechts ein 
klick rechts den Regelwert ein Tick ändern und schon siehst Du ob die 
Einzelschrittweite fein genug ist oder nicht.

Falls dann eine PWM aufmoduliert werden soll, z.B. innerhalb einer
Timerschleife, muss der Krams im T-Interrupt so laufen, dass er
nicht durch andere INTs wiederum zu sichtbaren Effekten führen kann.


-- 
mit freundlichen Gruessen/ best regards Joerg Niggemeyer Dipl.Physiker
WEB: http://www.nucon.de    https://www.led-temperature-protection.com
Steinbecker Muehlenweg 95, 21244 Buchholz idN,  Germany
UST-IDNR.: DE 231373311, phone: +49 4181 290913, fax: +49 4181 350504

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#231206

Am 17.08.17 um 14.43 schrieb Joerg Niggemeyer:
>> genau. Das sieht nach einem instabilen Regelkreis aus. Man müsste halt
>> mal über das dynamische Verhalten aller Komponenten im Kreis nachdenken
> 
> Instabil?  Der Draht schmilzt ??

Muss er das denn im Falle eines instabilen Kreises?

> Per SW lässt sich doch leicht der Regler in der Schrittweite
> begrenzen, bzw. mal "abschalten". Dann "manuell" ein Klick rechts ein 
> klick rechts den Regelwert ein Tick ändern und schon siehst Du ob die 
> Einzelschrittweite fein genug ist oder nicht.

Per SW lässt sich (fast) alles machen. Aber ein Strukturproblem (falls
es denn vorliegt - und Instabilität ist immer ein Strukturproblem)
sollte man besser mit Nachdenken zur Struktur lösen.

V.

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#231207

AT Thursday 17 August 2017 21:01, Volker Staben wrote:

> Am 17.08.17 um 14.43 schrieb Joerg Niggemeyer:
>>> genau. Das sieht nach einem instabilen Regelkreis aus. Man müsste halt
>>> mal über das dynamische Verhalten aller Komponenten im Kreis nachdenken
>> 
>> Instabil?  Der Draht schmilzt ??
> 
> Muss er das denn im Falle eines instabilen Kreises?
> 
>> Per SW lässt sich doch leicht der Regler in der Schrittweite
>> begrenzen, bzw. mal "abschalten". Dann "manuell" ein Klick rechts ein
>> klick rechts den Regelwert ein Tick ändern und schon siehst Du ob die
>> Einzelschrittweite fein genug ist oder nicht.
> 
> Per SW lässt sich (fast) alles machen. Aber ein Strukturproblem (falls
> es denn vorliegt - und Instabilität ist immer ein Strukturproblem)
> sollte man besser mit Nachdenken zur Struktur lösen.

Absolut d'accord. Aber bevor man ein vermeintliches Problem versucht zu 
lösen, sollte man feststellen, ob es ein solches Problem ist. Der Vorschlag 
einmal zu prüfen, ob die begrenzte Schrittweite in der Ansteuerung zu den 
beobachtetet Stufen führt, erscheint mir durchaus sinnvoll. Da der OP ja 
sagt, er kann die Schritte sehen, dürfte ein solcher Test einfach 
durchzuführen sein.

-- 
Reinhardt

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#231230

Am 17.08.17 um 15.20 schrieb Reinhardt Behm:
>> Per SW lässt sich (fast) alles machen. Aber ein Strukturproblem (falls
>> es denn vorliegt - und Instabilität ist immer ein Strukturproblem)
>> sollte man besser mit Nachdenken zur Struktur lösen.
> 
> Absolut d'accord. Aber bevor man ein vermeintliches Problem versucht zu 
> lösen, sollte man feststellen, ob es ein solches Problem ist. 

wenn wir lesen, dass die Regelung periodische Schwankungen produziert,
deren Periodendauer von der Dimensionierung des I-Reglers abhängt, dann
drängt sich möglicherweise der Verdacht auf, dass die Regelung so
grundsätzlich nicht funktioniert? Das Auflösungsproblem, das
möglicherweise außerdem noch existiert, muss ggf. natürlich auch gelöst
werden.

V.

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#231437

Am 18.08.2017 um 16:32 schrieb Volker Staben:
> Am 17.08.17 um 15.20 schrieb Reinhardt Behm:
>>> Per SW lässt sich (fast) alles machen. Aber ein Strukturproblem (falls
>>> es denn vorliegt - und Instabilität ist immer ein Strukturproblem)
>>> sollte man besser mit Nachdenken zur Struktur lösen.
>>
>> Absolut d'accord. Aber bevor man ein vermeintliches Problem versucht zu
>> lösen, sollte man feststellen, ob es ein solches Problem ist.
> 
> wenn wir lesen, dass die Regelung periodische Schwankungen produziert,
> deren Periodendauer von der Dimensionierung des I-Reglers abhängt, dann
> drängt sich möglicherweise der Verdacht auf, dass die Regelung so
> grundsätzlich nicht funktioniert?

Wie ich inzwischen herausgefunden habe waren in der Tat die
diskreten Schritte des Stellgliedes die Ursache des beobachteten
Effektes.
Dies wie eine stetige Regelstrecke mit einem langsamen I-Regler
zu behandeln führt logischerweise zu einem Pendeln zwischen zwei
diskreten Zuständen.

>  Das Auflösungsproblem, das
> möglicherweise außerdem noch existiert, muss ggf. natürlich auch gelöst
> werden.

Duch ein Modulieren des LSB ist eine hinreichende Funktion jetzt
gegeben, d.h. das Pendeln ist auf Zahlenebene wohl noch vorhanden,
stört aber praktisch nicht mehr.
Ob eine PI Regelung das Verhalten noch weiter verbessert muss ich
noch testen.

Viele Grüße,

O.J.

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#231193

 > Farbtemperaturmessung des Glühdrahtes liefert nominal 20bit

Damit würde man eben einen parallelen 16 Bit D/A wollen.
   Ein 16 Bit PWM liefert einen Mittelwert mit feiner Auflösung
auf den aber digitales Rauschen aufgesetzt ist. Was üppige
RC-Filterung benötigt die alles langsam und damit den
I-Regler instabil macht. Man könnte das in Software über
Simulation eines binary rate Multipliers der die Pulse
besser verteilt noch etwas aufpäppeln. Man kann es durch
Dither noch etwas verrauschen. Oder 10 Bit D/A und diese
PWM-Variante kombinieren.
Löst alles das Grundproblem nicht. Man will ein rauschfreies
Signal hoher Auflösung unverzögert ausgeben.

> Das Stellglied für den Heizstrom hat
> 1024 Incremente. Der tatsächlich nutzbare Bereich ist noch kleiner,
> etwa 300 Incremente.

Ich vermute mal die Endstufe ist linear. Dann sollte man
halt prüfen wie man durch aufgelötete Widerstände die 10 Bit
in den 8 Bit Bereich schieben kann. Da sich alles in einer Regelschleife 
befindet ist die Genauigkeit ja nicht so kritisch.

MfG  JRD

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#231172

On 08/16/2017 09:20 AM, Ole Jansen wrote:
> Moin,
>
> für folgendes Problem fallen mir einfach nicht die
> richtigen (Such)Begriffe ein:
>
> - Zur Verfügung stünde ein 10bit D/A Wandler welchen
>   ein µC mit ca. 10kHz mit Daten versorgen kann.

Bei 10 kHz kann der ATMega aber nicht mehr viel nebenbei machen. 
Einfacher wäre es wahrscheinlich, direkt einen 16 Bit DAC zu nehmen, 
z.B. MAX5216, für 2,89 Euro Euro bei Digikey.

-- 
Frank Buss, http://www.frank-buss.de
electronics and more: http://www.youtube.com/user/frankbuss

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#231173

In article <evia20FfksuU1@mid.individual.net>,
	Ole Jansen <remove.this.kaspernasebaer@gmx.de> writes:
> 
> - Zur Verfügung stünde ein 10bit D/A Wandler welchen
>    ein µC mit ca. 10kHz mit Daten versorgen kann.
> - Gewünscht wird ein langsames aber möglichst lineares
>    Ausgangssignal mit sagen wir mal 16 bit Auflösung.
>    Tiefpass am Ausgang ist vorhanden.

Ich würde das 10 Bit DA-Signal per 1000/1 Spannungsteiler mit einem 8 bit
PWM-Ausgang des ATMega verbinden.
Du brauchst dann keine zusätzliche Rechenleistung.
Das ganze muss natürlich einmal per Software calibriert werden.

Das ist aber keine besonders gute Lösung.

Gernot

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#231174

Hi Ol
> - Gewünscht wird ein langsames 

was verstehst Du unter langsam?

> aber möglichst lineares Ausgangssignal mit sagen wir mal 16 bit Auflösung.

möglichst gibt es nie. Mit beliebig (un-)endlichem Aufwand lässt sich 
meist noch etwas mehr herauskitzeln.
Dir sollte aber klar sein, dass die Nichtlinearität des 10 Bit-DA kaum 
besser werden wird... Gut, man könnte eine Kallibrationsfunktion 
hinterlegen, die genau das ausgleicht...

>    Tiefpass am Ausgang ist vorhanden.

Na denn...

ich würde es, je nach Linearitätswunsch mit zwei kaskadierten 4094 am 
SPI versuchen, hinter denen Du ein R/2R Netzwerk anhängst. Mit 
Widerständen aus einer Charge direkt hintereinander von der Rolle könnte 
das für Einzelstücke recht gut gehen. Oder eben, je nach Budet gleich 
ein 16 -Bit DA verwenden.

Ansonsten würde ich mich dem Vorschlag mit dem 1/1024 (ich würde wohl 
eher 1/512 wählen, dann könnte man perspektifisch 1 LSB Nichtlinearität 
korrigieren) PWM-Aufaddieren anschließen, wenn denn wirklich das Budget 
sehr eng und Deine Ansprüche begrenzt sind.

Marte

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#231183

Am 16.08.2017 um 10:40 schrieb Marte Schwarz:

> ich würde es, je nach Linearitätswunsch mit zwei kaskadierten 4094 am
> SPI versuchen, hinter denen Du ein R/2R Netzwerk anhängst. Mit
> Widerständen aus einer Charge direkt hintereinander von der Rolle könnte
> das für Einzelstücke recht gut gehen.

Nach meiner Erfahrung geht das nicht so einfach. Vermutlich werden die 
SMD Widerstände vor dem Verpacken so stark gemischt, daß die Toleranzen 
bestenfalls für 6 Bit ausreichen. PTH Widerstände werden möglicherweise 
weniger durchmischt gegurtet, damit hatte ich bessere Ergebnisse.


> Ansonsten würde ich mich dem Vorschlag mit dem 1/1024 (ich würde wohl
> eher 1/512 wählen, dann könnte man perspektifisch 1 LSB Nichtlinearität
> korrigieren) PWM-Aufaddieren anschließen, wenn denn wirklich das Budget
> sehr eng und Deine Ansprüche begrenzt sind.

16 Bit PWM plus Tiefpaß wäre eine einfachere Lösung, als mit einem D/A 
Wandler plus Tiefpaß.

DoDi

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