Piccolo dubbio sull' uso di un filtro ricostruttore

[simo85]

Un saluto a tutti

Ho un piccolo dubbio riguardo alla necessità di un filtro ricostruttore.

Avrò bisogno di montare un circuito come quello rappresentato a seguire:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Dove l' uscita del DAC andrà in ingresso ad un operazionale.
Il segnale sarà semplicemente il valore di tensione letto dall' entrata analogica e quindi convertito a digitale.
Nulla di complicato..

Il motivo per cui usare una MCU è quello di limitare il valore di tensione in determinate situazioni.

Quello che mi preoccupa non è la frequenza del segnale di uscita, ma le armoniche della frequenza di campionamento, in particolare la situazione rappresentata:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Mi è venuto il dubbio che il filtro ricostruttore (con ) sull' uscita non sia necessario, ma dato che la frequenza di campionamento del DAC può andare fino a 20 MHz e la banda dell' operazionale non arriva fino a tanto, mi preoccupo.

Anche se io sono al 99,9999 % per un "si Simo, il filtro ci vuole", mi piacerebbe avere una conferma..

Ringrazio in anticipo.

[Russell]

I ripple che si vedono in corrispondenza dei gradini sono dovuti a mancanza di alte frequenze nel segnale... quindi si, servirebe il filtro passabasso per limitare la banda di uscita del DAC, ma al tempo stesso non metterei quella frequenza tanto bassa per non accentuare troppo i ripple. Fai delle prove.

[DoeM]

Mi è venuto il dubbio che il filtro ricostruttore (con ) sull' uscita non sia necessario, ma dato che la frequenza di campionamento del DAC può andare fino a 20 MHz e la banda dell' operazionale non arriva fino a tanto, mi preoccupo.

Anche se io sono al 99,9999 % per un "si Simo, il filtro ci vuole", mi piacerebbe avere una conferma..

La risposta, secondo me, è: dipende da quello che c'è dopo, e cosa vuoi fare di quel segnale. Innanzitutto, un paio di appunti: la frequenza di taglio del filtro dev'essere ; inoltre, il fatto che la frequenza di campionamento del DAC sia maggiore della banda dell'operazionale indica semplicemente che quest'ultimo attenuerà le immagini del segnale a frequenza più alta. Di quanto però esse verranno attenuate, e se questa attenuazione è compatibile con il resto dell'applicazione, dipende appunto dalle specifiche ancora ignote riguardanti il circuito a valle. Ad ogni modo, potresti prendere in considerazione l'idea di mettere un LPF attivo ad operazionale, che ti viene praticamente gratis.

[simo85]

la frequenza di taglio del filtro dev'essere

Giusto, che sbadato.

Di quanto però esse verranno attenuate, e se questa attenuazione è compatibile con il resto dell'applicazione, dipende appunto dalle specifiche ancora ignote riguardanti il circuito a valle.

L' operazione è un MCP6021 mentre il DAC è un MCP4921.

Configurazioni degli operazionali ? Amplificatore e controllo di corrente.

Nei datasheet, dalla figura 6-2 alla 6-5 viene rappresentato filtro RC (il valore di R non sembra essere preso in considerazione per una attenuazione in frequenza) con un condensatore da 100 nF sull' entrata non invertente, poi, come per magia, alle figure 6-6 e 6-7 il condensatore sembra non essere più necessario.

Ohibò.



Ad ogni modo un piccolo filtro passivo sull' uscita non dovrebbe far male.

Fai delle prove.

Si.

[DoeM]

Nei datasheet, dalla figura 6-2 alla 6-5 viene rappresentato filtro RC (il valore di R non sembra essere preso in considerazione per una attenuazione in frequenza) con un condensatore da 100 nF sull' entrata non invertente, poi, come per magia, alle figure 6-6 e 6-7 il condensatore sembra non essere più necessario.

La mia ipotesi è che il condensatore sia stato omesso essenzialmente perché il carico pilotato dall'opamp (in funzione di buffer per il DAC) è fortemente inerziale (un motore, figura 6-7); praticamente fa lui da filtro passa-basso. Immagino che anche nello schema precedente 6-6 le considerazioni siano analoghe.
Ripeto quindi che dipende da cosa ci colleghi dopo, e qual è l'applicazione finale.

[dimaios]

Dal punto di vista del signal processing le cose sono un attimino più complicate.

Guarda a pag. 47 di questo documento per risolvere il problema con uno shaping inverso del sinc nel dominio del tempo.


In alternativa puoi compensare con un filtro digitale prima del DAC e limitarti ad impiegare in fondo solo il filtro ricostruttore come accennato in questo documento.