Usunięcie składowej stałej z sygnału

[Sheppard25]

Hej, jak usunąć składową stałą z sygnału? Wytworzyłem sygnał prostokątny na arduino, dodałem filtr dolnoprzepustowy żeby zrobić sobie sinusoidę. Przeczytałem że wystarczy dodać szeregowo kondensator ale przynajmniej w symulacji to nie działa. 

1. Czy zrobiłem coś źle?

2. Jaka fizyka za tym stoi?

Link do symulacji: https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgjCCcB0DsBsBWeAmRBTAtLEAGaisiALPLivArroQMwiK4MNMaZhgBQAxiAByR4IYoPC4+fYaKa1o1eQsW5iWSPwKJNWxIOIo+tevmpcATv1EihAobRRMmYeZwBKF2-fcgUKYnm8gdvLMiP74iJwA5mISUkIciChxYZwADl7wxI7KTJkyKdFOWSB54GCJJcUOnADuJeLJZJKluGleQWWeHUZ4UZ0ynhzwkh3VvDaVTBNW-rRYYElgctQUSLSo8Kh8YPMQxrhcAPbC4P5ZkJJOeNB74JzHOLfnlw43p1xAA

 

Pozdrawiam i dzięki

[jand]

 

4 godziny temu, Sheppard25 napisał:

Czy zrobiłem coś źle?

Zrobiłeś prawie dobrze - popatrz tutaj.

Kondensator sprzęgający musi być na tyle duży, by w czasie jednego okresu nie zdążył się znacząco przeładować.

Edytowano 23 października przez jand

[Preskaler]

Więcej szczegółów poprosimy. Jaka częstotliwość, jaki czas trwania impulsu, jaki zastosowałeś kondensator i to nie jest filtr dolnoprzepustowy a górnoprzepustowy. Jeśli zastosowałeś kondensator zbyt małej wartości to góra przebiegu będzie opadała wraz z szerokością impulsu. Z resztą niezależnie od wielkości kondensatora przebieg ten będzie bardziej lub mniej ale zawsze zniekształcony. Najprościej prostokąt jest wytworzyć z przebiegu sinusoidalnego obcinając go możliwie nisko przy pomocy obcinacza. W tym Twoim przypadku zwiększ pojemność kondensatora do możliwie dużej wartości a zobaczysz poprawę.

[Sheppard25]

@jand dzięki ale dlaczego uzyles rezystora? Teraz to się chyba zrobił filtr górnoprzepustowy. Druga sprawa, że ten prąd teraz wraca do źródła, czyli ujemne napięcie trafia na arduino co je uszkodzi. Dałem diodę ale ostatnio te diody są pobugowane bo przepuszczają 😉

@Preskaler  wszystkie parametry tak jak na symulacji, f = 32kHz, kondensator 100nF i R = 1k w filtrze (to jest dolnoprzepustowy) tak jak na symulacji którą podesłałem. Dobranie innego kondensatora nic nie dało, dopiero dorzucenie rezystora jak w przykładzie @jand pomogło choć nie wiem czemu, bo wg teorii sam kondensator sprzęgający powinien wystarczyć 

Edytowano 23 października przez Sheppard25

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[jand]

9 minut temu, Sheppard25 napisał:

dopiero dorzucenie rezystora jak w przykładzie @jand pomogło choć nie wiem czemu

Sam woltomierz posiada nieskończenie dużą odporność (czyli jest rozwarciem), to gdzie prąd z kondensatora miał płynąć?

[Sheppard25]

@jand w sumie racja a co z tą diodą? Przestało mi teraz oscylować wokół zera gdy dodałem diodę. Zależy mi żeby przed diodą nie było ujemnych napięć dla bezpieczeństwa pinu

https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgjCCcB0DsBsBWeAmRBTAtLEAGaisiALPLivArroQMwiK4MNMaZhgBQAxiAByR4IYsT7hcfMSLFNa0agsVLcxLJBCxolSJGI6Eg+KIj5qXAE79Bw0VaG0UTJmAWcASnZAOmAoShTEeCAoXo7UzIhB+IicAObikjZiHIgh0lGcAA6eRs4qTLleGfEuxAVl4GCpIIVOnADunoiQIb41FbhZnt6VjqGyxb2yfRzwYj11vG3NrdaIYCHO8soruGBYOJgo0JJ6gpAkqbS4ZDima5yW0y3iFTNBLooNt6w3peV1ACae6dMLwSBPugAGYAQwArgAbAAuXT4th68KkCIyjSR-W6fU6aNsv2s6U6AHthOAgmVIMknNATOBOMScDTyZS8NTSVxiWB6IzcBTxCyICEuEA

Edytowano 23 października przez Sheppard25

[Preskaler]

@Sheppard25 Wybacz ale ja oparłem się na opisie. Jeśli z przebiegu chcesz się pozbyć składowej stałej to powinno się użyć filtru górnoprzepustowego. Jeśli zastosujemy filtr dolnoprzepustowy to układ przepuści nam składową stałą i ew. jakieś resztki niskich Częstotliwości. Taki filtr stosuje się np. w zasilaczach gdzie zależy nam na możliwie czystym napięciu (prądzie) stałym. Ten układ z symulatora to układ zamieniający przebieg prostokątny na piło kształtny i zupełnie nie pasuje do tematu. 

Dokładnie tak jak @jand napisał. Rezystor powoduje rozładowywanie kondensatora. Bez niego pozostawałaby składowa stała z ew. zawartością niskich zmiennych (gdyby nie było tego kondensatora 3 pF). Taki układ jak w symulatorze nie ma sensu. Co w ogóle chcesz uzyskać?

[Sheppard25]

@Preskaler Chcę zbudować prosty generator sygnału sinusoidalnego z Arduino. Generuję PWM, przepuszczam przez filtr RC a następnie chcę usunąć składową stałą sygnału ale pamiętając, że sygnał ujemny nie może trafić na pin Arduino bo się uszkodzi. Pomyślałem o diodzie ale jak widać na ostatniej symulacji, więcej to psuje niż pomaga

[jand]

42 minuty temu, Sheppard25 napisał:

Pomyślałem o diodzie ale jak widać na ostatniej symulacji, więcej to psuje niż pomaga

Bo jest w niewłaściwym miejscu - Tak powinno być

Edytowano 23 października przez jand

[Sheppard25]

@jand dzięki, niemniej jak widac na voltomierzu z lewej strony nadal jest ujemne napięcie wpadające na pin arduino (sygnał prostokątny wychodzi wlasnie z pinu arduino). Ta dioda tam niczego i tak nie zmienia bo prad sobie moze rownolegle przez rezystor leciec w obie strony, zwyczajnie ją omija

Edytowano 23 października przez Sheppard25

[jand]

30 minut temu, Sheppard25 napisał:

dioda tam niczego i tak nie zmienia

Zmienia. Teraz, jak jest dioda, to możemy wyrzucić opornik 100k. Pozostaje jedynie ok. -0,7V spadku napięcia na przewodzącej diodzie. Dasz diodę Schottky'ego będzie tylko -0,4V.

[Preskaler]

Jeśli przebieg zmienny jest symetryczny (strona ujemna i dodatnia są takie same) to wtedy przebieg nie posiada składowej stałej. Jeśli jednak dołożymy jakieś napięcie stałe (np. dodatnie) to cały przebieg przesunie się do góry i będzie już niesymetryczny. Jeśli chcemy aby przebieg nie wchodził w ujemną strefę to składowa stała musi być dodatnia równa lub większa od napięcia przebiegu zmiennego. Na wejściu tego układu przebieg prostokątny ma amplitudę 10V i w tym przypadku posiada składową stałą o potencjale 5V. Po przejściu przez układ, na wyjściu mamy przebieg zróżniczkowany i występuje niesymetryczny przebieg wchodzący w wartości ujemne. Dioda niezupełnie może nam ten ujemny przebieg zlikwidować ponieważ jest ona elementem półprzewodnikowym nieliniowym i w zakresie małych napięć nie może przewodzić zbyt dużych prądów, przez co występuje na niej napięcie ujemne. Aby zlikwidować tą niedogodność musimy ją spolaryzować dodatnim napięciem aby przesunąć jej punkt pracy poza napięcie progowe w zakres bardziej liniowej charakterystyki.

 

Można wprowadzić składową stałą z wejścia wstawiając rezystor dużej wartości (1M?  jeśli będzie wlutowany też ten rezystor 100k) i do katody diody. Nie można tego dokładniej policzyć bo nie znamy oporności wewnętrznej woltomierza. W symulacji zmieniaj jego wartość i zobacz przebiegi. 

 

Edytowano 23 października przez Preskaler

[Sheppard25]

Dziękuję za pomoc 🙂