小鬼头 发表于 2023-4-3 14:51
关于mcu的选型，我现在想到一个相关问题：
1、本仪表测出的是阻抗。对于esr来说，因为要有电容容量 ...
说一个颇有趣的事。
之前查资料知道（本来是属于信号与系统课程方面的知识，但都忘光了），方波的展开波形是奇次谐波，3次谐波的幅度系数是1/3，5次是1/5。谐波幅度随频率的衰减速度一般。
但SPWM所用到的三角波，相应的情况是怎么样？不知道。查了网上资料，也搞不清楚。然后。。。。想到朋友教的科xue上网方法，问CHATGPT。问了好几次，他都不直接给出易于理解的答案。然后旁敲侧击的问多几次，最后连蒙带猜地知道了答案：三角波的展开波形是奇次谐波，3次谐波的幅度系数是1/9，5次是1/25......所以，衰减速度远比方波快。
懂的朋友，上面这个答案是正确的吗？
matlab中给你一个直观的答案
jimtien 发表于 2023-4-3 16:45
matlab中给你一个直观的答案
连mcu都没有学会（10多年前连学习板都回来了，后来因工作忙扔一边，不知道啥时候能捡回来），这个需要用到的更少，更没动力去学了。
闻太师 发表于 2023-4-3 17:01
但SPWM所用到的三角波，相应的情况是怎么样？
这句话表明，你对SPWM认识还比较模糊。实际上SPWM的频谱 ...
我只看一点点spwm的资料，知道他是这俩种波形“调制”产生的。没查到spwm的频谱。
我上一个帖是说的是，当时想知道单纯的三角波频谱是什么，不是spwm频谱。
小鬼头 发表于 2023-4-3 12:21
又想了想。最后计算那部分有疑问，改了接法后，虽有明显得益（得益大小跟本身放大倍数有关），但也没有上 ...
刚才用ms14仿真了这一块。仿真出来的东西，我都不敢相信。
因为我给单电源供电的ne5532提供0v的偏置，再输入交流信号，在没有负电源供电的情况下，竟然他输出的波形能低于0V。
jimtien 发表于 2023-4-3 16:45
matlab中给你一个直观的答案
我是像学回一点基础的知识。
如果要借助工具的话，使用仿真软件，应该也可以看到方波、三角波频谱。再搭一个理想化的电路，则可以看到spwm的频谱。
本帖最后由 天天爱玛丽 于 2023-4-3 20:08 编辑
小鬼头 发表于 2023-4-3 17:23
我只看一点点spwm的资料，知道他是这俩种波形“调制”产生的。没查到spwm的频谱。
我上一个帖是说的是 ...
如果用SPWM,严重影响测量精度啊,若SPWM波形和ADC同时工作的,模拟地线上都是针状的毛刺,ADC的精度要去1bit.
我当初为了避免数字脉冲干扰模拟精度,使用了双绕组电压,控制线都是用光耦,做到数字模拟的地线完全隔离,您这里数字模拟电路似乎是一体的,尽量不要有高频率的IO输出.
本帖最后由 xjw01 于 2023-4-3 20:15 编辑
小鬼头 发表于 2023-4-3 16:03
说一个颇有趣的事。
之前查资料知道（本来是属于信号与系统课程方面的知识，但都忘光了），方波的展开 ...
各次谐波问题，与傅氏级数有关，源于天体力学。微分方程求解困难，于是把周期运动分解为正弦周期运动，以便求得近似解析表达式。
在物理学中，物理量普遍尊守叠加原理。周期性电压，可以用多个正弦波做线性叠加得到
非周期的波形，展开为连续谱谱叠加，周期波展开为各次谐波的叠加。
用交流电功率来举例：
在一个周期内，分解为无数个微小时间段，每个时间段看作直流电
那么做功为
W=U1*I1+U2*I2+U3*I3……
P=W/T
根据以上算法，现在考虑正余弦情况
a.两个不同频率的U和I相乘，作功值有界，功率0(足够多的周期数平均的结果)
b.两个不同频率的U和I相乘，但频率为倍数关系，1周期内做功为0，P=0
c.两个相同频率的U和I相乘，作功W与U的振幅成正比，P=W/T，即P与U的振幅成正比
d.当U是多个频率的阻合，U和I相乘，结果必然是 “U中与I同频的正弦波”与I的乘积（是积分过程）
那么，用不同频率的I作为“试剂”，检测U，“试剂I”与U发生“化学反应”，生成物是功W，W越大，说明U的同频正弦分量越大
按照以上算法，就可以计算各次谐波了
import math
T = 1
N = 1000
def wa(t): #方波
t %= T
if t>T/2: return -1
return 1
dt = T/N;
dh = 2*math.pi/N
for k in range(15): #傅里级数
s = c = 0 #各次谐波的正弦、余弦幅值(对应功的大小)
for i in range(N):
t = (i+0.5)*dt # 时间
h = (i+0.5)*dh # 相位
s += wa(t)*math.sin(h*k)
c += wa(t)*math.cos(h*k)
if k==0: c/2
print("%2d次谐波 %8.5f %8.5f" % (k,2*s/N,2*c/N)) #除以N变为功率
0次谐波0.000000.00000
1次谐波1.27324 -0.00000
2次谐波 -0.00000 -0.00000
3次谐波0.42442 -0.00000
4次谐波 -0.000000.00000
5次谐波0.25466 -0.00000
6次谐波 -0.00000 -0.00000
7次谐波0.181910.00000
8次谐波0.00000 -0.00000
9次谐波0.14149 -0.00000
10次谐波 -0.00000 -0.00000
11次谐波0.11577 -0.00000
12次谐波 -0.000000.00000
13次谐波0.09797 -0.00000
14次谐波 -0.00000 -0.00000
注：修改波形发生函wa()，就可以计算各种波形的频谱
本帖最后由 abbey_tom 于 2023-4-3 20:31 编辑
小鬼头 发表于 2023-4-3 17:44
我是像学回一点基础的知识。
如果要借助工具的话，使用仿真软件，应该也可以看到方波、三角波频谱。再 ...
关于SPWM我只是试验过低频的如50Hz/100Hz的，
不知如果需要100kHz频率耗费资源的情况，
改天我试一下。
SPWM本质是方波的一种变种，
标准方波占空比为50%，控制不同的占空比就是PWM，
而如果按照正弦函数的规律来变化占空比就是SPWM了
耗费资源的情况主要处决于正弦函数的取样点数，
比如想输出100kHz，正弦函数取样点数为100点的话，
则需要定时器产生100*100kHz＝10MHz的方波
因为需要不断调整方波的占空比，
一般做法是使用中断，在中断服务中改变占空比，
也就是相当于0.1ms就要中断一次。
还是比较耗费MCU带宽及时间资源的。
本帖最后由 xjw01 于 2023-4-3 20:46 编辑
小鬼头 发表于 2023-4-3 11:04
现在上最新的设计草图（草图4）。这些都没有作最后的核算，但估计会相当接近最后的电路。U1B后面的电阻需要 ...
如果被测电容是CBB类型，ESR只有10mR量级，而R5是10欧级，输出端以R5为主，被测ESR反而变成了小量，分辨困难
小鬼头 发表于 2023-4-3 17:27
刚才用ms14仿真了这一块。仿真出来的东西，我都不敢相信。
因为我给单电源供电的ne5532提供0v的偏置， ...
我也仿真了一下，发现C4、C5小了，至少要1uF
本帖最后由 小鬼头 于 2023-4-4 08:49 编辑
小鬼头 发表于 2023-4-3 12:21
又想了想。最后计算那部分有疑问，改了接法后，虽有明显得益（得益大小跟本身放大倍数有关），但也没有上 ...
我这里是担心： 整流运放在负半周期间，因为dc偏置电压仅照顾到二极管压降、没腾出足够的空间给负输入端容纳ac电压（此电压与输入端处的ac电压同幅度），这样，原本打算在负半周导通的二极管会出现不导通的情况，造成运放输出端处的电容电荷得不到泄放（原来在正半周期间充进去的），最终会给我们所需要的dc输出电压带来不良影响。
我之前忘了ac偏移电压也需要有空间这回事，所以，只给了0.4V的dc工作点偏置电压。而要防止上述问题发生，大约需要改为给0.8V。
我昨天仿真，就是想看看/确认一下我担心的问题会不会出现。仿真显示没这个问题，但我不相信，于是，干脆改为0v偏置电压，这时看到，仿真出现我前一个帖子说的怪异现象——没有负电源时负载上能得到负电压。
小鬼头 发表于 2023-4-4 08:35
我这里是担心： 整流运放在负半周期间，因为dc偏置电压仅照顾到二极管压降、没腾出足够的空间给负输 ...
补一张仿真出现异常的图。图中的示波器是DC耦合的。
可看到，10K负载电阻形成有负电压，最高达－2.5V，而电路里并没有负电源。