Onde sinusoidali magiche di Don Lancaster

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Da diversi anni Don Lancaster promuove sinusoidali magici . Sono stringhe di cifre binarie (come 420 bit per un ciclo sinusoidale completo) che, se utilizzate per pilotare uno switch digitale (MOSFET / IGBP), producono un'onda sinusoidale abbastanza pulita (restano solo armoniche molto elevate). Per maggiori dettagli, leggi l'articolo collegato o qualsiasi altro che abbia scritto sull'argomento.

Qualcuno li aveva davvero usati per qualcosa? L'idea sembra abbastanza utile ma non riesco a trovare alcuna informazione al riguardo (che non proviene dallo stesso Lancaster).

power mosfet ups

— jpc
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Penso che assumano interruttori ideali (che dovrebbero essere veri per MOSFET e IGBT a diversi kHz). Si noti che ciò non ha nulla a che fare con i convertitori risonanti.

— jpc,

Suona come una truffa per me. Non mi fido mai di articoli tecnici che sono auto-pubblicati e hanno numerose pubblicità per il lavoro degli autori. Può benissimo funzionare, ma non c'è motivo per cui un ragazzo che elabora i segnali non riesca a capirlo da solo.

— Kellenjb,

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@Kellenjb, Don Lancaster ha una lunga storia come EE, designer e scrittore tecnico noto e rispettato (1969-1996 in libri sugli alberi morti, oltre a colonne di riviste). Impiegato da o appaltatore per: Apple, HP, Motorola, Adobe, Western Digital, ecc. Potrebbe essere strano, ma è strano.

— McTlr

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passando per non vedere ancora risposte reali su questo, la saga continua!

— boomhauer

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e ora, 2016! ..

— boomhauer

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Penso che Magic Sinewaves sia essenzialmente la stessa "eliminazione armonica selettiva", un metodo ben noto nell'elettronica di potenza.

Questo documento contiene una descrizione della teoria e alcuni risultati sperimentali.

— Alejandro
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Nel mondo dell'audio lo chiamiamo "Noise Shaping".

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Alejandro, grande scoperta, sembra essere lo stesso da quello che posso determinare. Sono ancora curioso di sapere quanto comunemente vengano implementate, qualche idea?

— boomhauer,

2019 ... ancora curiosamente poche informazioni qui.

— Sixtyfive

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Sì, questo funzionerà. Sta passando a una frequenza molto più alta di quanto richiesto e quindi sta lentamente cambiando la percentuale di tempo che passa a 0 secondi a quella di 1 secondo. Ciò significa che la media del segnale sta lentamente aumentando. Abbinando il suo tasso alla variazione di tasso di una sinusoide, può farlo molto bene.

Il problema sarà probabilmente il filtro passa-basso, i componenti non ideali consentiranno comunque delle armoniche dispari, ma un filtro LC a risparmio energetico può probabilmente fare il trucco passando la banda per la frequenza richiesta.

Questo potrebbe essere fatto facilmente con i DAC e un amplificatore di tipo D, sta semplicemente eliminando la necessità di un DAC che è un risparmio sui costi.

— Kortuk
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Non vedo alcun errore nella teoria, ma sono davvero curioso se funzionerà in pratica. Soprattutto perché sono già passati diversi anni da quando Don ha scritto per la prima volta su questo e ancora nessuno lo usa.

— jpc,

@jpc, ho davvero potuto vedere problemi con le frequenze più alte attraverso il passa basso LC. Voglio costruirlo anche adesso.

— Kortuk,

in realtà hai sbagliato - sta cambiando a una frequenza inferiore a quella normalmente usata per un'uscita PWM normale, ma sta usando un clock ad alta frequenza per temporizzare i bordi dello stato in modo molto preciso al fine di ottimizzare la lunghezza di ogni impulso per eliminare le armoniche.

— boomhauer,

Sembra molto simile al design di classe D di Tripath (che chiamavano classe T) in cui variano sia la frequenza che lo stato on / off. Sostengono che genera un segnale più pulito.

— Noel Grandin,

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Non riesco a caricare il PDF collegato, ma dalla tua descrizione suona come una specifica istanza di un D amplificatore di Classe .

— Ben Jackson
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Per quanto riguarda il PDF: sta scrivendo il proprio codice PostScript per impaginare gli articoli e poi li converte in PDF, quindi forse questo sta innescando un bug nel tuo lettore.

— jpc,

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La domanda era "qualcuno li ha effettivamente usati per qualcosa?" che ho assunto per indicare treni di impulsi digitali che guidano interruttori per produrre uscita analogica. La risposta è sì: gli amplificatori di classe D sono ampiamente utilizzati negli amplificatori audio.

— Ben Jackson,

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@jpc, supporterò @BenJackson qui. Gli amplificatori di classe D sono la nuova ondata di risparmio energetico, molti telefoni cellulari stanno iniziando a usarli. Un regolatore di commutazione è quasi come un regolatore di classe D, tranne per il fatto che ha una tensione nominale impostata anziché una che cambia lentamente.

— Kortuk,

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@Kortuk Trovo davvero divertente che tu abbia usato "build" e "matlab" nella stessa frase. :)

— jpc

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@Ben Non credo che i modulatori $ \ Delta \ Sigma $ stiano ottimizzando per il conteggio degli switch (in realtà credo che sia il contrario).

— jpc,

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Ho letto gli articoli di Don su riviste ecc. Per oltre 20 anni, ha sempre informazioni eccellenti e sembra sapere di cosa sta parlando. Ma sono stato in contatto con lui un numero di volte su Magic Sinewaves nel corso degli anni e non sembra mai avere una risposta chiara da parte sua, per quanto riguarda se qualcuno li sta usando, eventuali implementazioni effettive, numeri di efficienza, ecc. la ricerca non ha trovato nessuna reale implementazione esistente.

Meglio che posso dire, dovrebbero funzionare bene per un'uscita freq fissa o forse attraverso una gamma di freq di uscita fissa, ma non sono sicuro che potrebbero funzionare bene per un'uscita complessa come il confronto con uno stato di amplificatore di classe D.

Quindi penso che cose come i controlli motore brushless potrebbero trarne beneficio, in quanto potresti ridurre il numero di "eventi" di commutazione necessari rispetto a qualcosa come un normale output PWM. Ciò comporta la necessità di richiedere tempi di commutazione molto precisi.

Se aggiungono anche un'efficienza del 5% ai sistemi di azionamento a motore, potrei vederli che valgono la pena per cose come aumentare l'efficienza dei sistemi di azionamento per auto elettriche o altri sistemi AE simili usando la batteria. È difficile stabilire sulla carta se i benefici supererebbero le spese aggiuntive di implementazione.

— Boomhauer
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Questa è la prima volta che sento il termine "onde sinusoidali magiche", anche se ho fatto qualcosa di simile per anni. Quello che ho fatto è implementare un "DAC Delta-Sigma del Primo Ordine" in un FPGA. Ciò alimenta un semplice filtro RC e l'uscita ha una tensione di base compresa tra 0 e 3,3 v. È una questione semplice generare i dati dell'onda sinusoidale e inserirli nel DAC (cosa che ho anche fatto). Non sarà più efficiente di PWM per alcune cose, poiché la frequenza di commutazione è davvero elevata e le perdite di commutazione saranno cattive, ma funziona davvero bene per altre applicazioni.

@ David, non li ho inventati né ho fatto la domanda originale, solo cercando di aggiungere il mio contributo. Dai un'occhiata al lavoro originale di Don Lancaster tramite il link nella domanda originale.

— boomhauer,