Ondes sinusoïdales magiques de Don Lancaster

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Depuis plusieurs années, Don Lancaster fait la promotion des ondes sinusoïdales magiques . Ce sont des chaînes de chiffres binaires (comme 420 bits pour un cycle sinusoïdal complet) qui, lorsqu'elles sont utilisées pour piloter un commutateur numérique (MOSFET / IGBP), produisent une onde sinusoïdale assez propre (il ne reste que des harmoniques très élevées). Pour plus de détails, veuillez lire l'article lié ou tout autre qu'il a écrit à ce sujet.

Quelqu'un les avait-il réellement utilisés pour quoi que ce soit? L'idée semble assez utile mais je ne trouve aucune information à ce sujet (qui ne vient pas de Lancaster lui-même).

power mosfet ups

— jpc
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Je pense qu'ils supposent des commutateurs idéaux (ce qui devrait être vrai pour les MOSFET et les IGBT à plusieurs kHz). Notez que cela n'a rien à voir avec les convertisseurs résonnants.

— jpc

Cela ressemble à une arnaque pour moi. Je ne fais jamais confiance aux articles techniques qui sont auto-publiés et qui ont de nombreuses publicités pour le travail des auteurs. Cela peut très bien fonctionner, mais il n'y a aucune raison pour qu'un gars du traitement du signal ne puisse pas le comprendre par lui-même.

— Kellenjb

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@Kellenjb, Don Lancaster a une longue histoire en tant qu'EE, concepteur et rédacteur technique bien connu et respecté (1969-1996 dans des livres sur les arbres morts, plus des colonnes de magazines). Employé par ou sous-traitant de: Apple, HP, Motorola, Adobe, Western Digital, etc. Il peut être étrange, mais il est intelligent.

— mctylr

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passant pour ne voir aucune vraie réponse encore sur celui-ci, la saga continue!

— boomhauer

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et maintenant, 2016! ..

— boomhauer

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Je pense que Magic Sinewaves est essentiellement le même que «l'élimination harmonique sélective», une méthode bien connue dans l'électronique de puissance.

Cet article a une description de la théorie et quelques résultats expérimentaux.

— Alejandro
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Dans le monde audio, nous appelons cela "Noise Shaping".

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Alejandro, grande trouvaille, semble être le même d'après ce que je peux déterminer. Je suis toujours curieux de savoir comment ces mises en œuvre sont courantes, des idées?

— boomhauer

2019 ... encore curieusement peu d'informations ici.

— Soixante

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Oui, cela fonctionnera. Il commute à une fréquence beaucoup plus élevée que celle requise, puis il change lentement le pourcentage de temps où il est sur 0 pour être sur 1. Cela signifie que la moyenne du signal va lentement augmenter. En faisant correspondre son taux au changement de taux d'une sinusoïde, il peut très bien le faire.

Le problème sera probablement le filtre passe-bas, des composants non idéaux permettront cependant des harmoniques étranges, mais un filtre LC à économie d'énergie peut probablement faire l'affaire en passant par la bande passante pour la fréquence requise.

Cela pourrait facilement être fait avec des DAC et un amplificateur de type D, il supprime simplement le besoin d'un DAC, ce qui représente une économie de coûts.

— Kortuk
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Je ne vois aucune erreur dans la théorie mais je suis vraiment curieux de savoir si cela fonctionnera dans la pratique. Surtout que cela fait déjà plusieurs années que Don a écrit pour la première fois à ce sujet et que personne ne l'utilise encore.

— jpc

@jpc, je pouvais vraiment voir des problèmes de fonctionnement des fréquences plus élevées via le passe-bas LC. Je veux le construire maintenant aussi.

— Kortuk

en fait, vous vous trompez - il passe à une fréquence inférieure à celle qui serait normalement utilisée pour une sortie PWM standard, mais utilise une horloge à haute fréquence pour chronométrer les bords de l'état de manière très précise afin de régler finement la longueur de chaque impulsion pour tuer les harmoniques.

— boomhauer

Cela ressemble beaucoup à la conception Tripath de classe D (qu'ils ont appelée classe T) où ils varient à la fois la fréquence et l'état marche / arrêt. Ils affirment qu'il génère un signal plus propre.

— Noel Grandin

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Je ne peux pas charger le fichier PDF lié, mais de votre description , il ressemble à une instance spécifique d'une classe D amplificateur .

— Ben Jackson
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En ce qui concerne le PDF: il écrit son propre code PostScript pour mettre en page les articles, puis les convertit en PDF, alors peut-être que cela déclenche un bogue dans votre lecteur.

— jpc

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La question était "quelqu'un a-t-il réellement utilisé ces objets pour quelque chose?" que j'ai pris pour signifier des trains d'impulsions numériques entraînant des commutateurs pour produire une sortie analogique. La réponse est oui: les amplificateurs de classe D sont largement utilisés dans les amplificateurs audio.

— Ben Jackson

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@jpc, je soutiendrai @BenJackson ici. Les amplificateurs de classe D sont la nouvelle vague d'économies d'énergie, de nombreux téléphones portables commencent à les utiliser. Un régulateur à découpage est presque comme un régulateur de classe D, sauf qu'il a une tension cible définie au lieu d'une à variation lente.

— Kortuk

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@Kortuk Je trouve vraiment amusant que vous ayez utilisé "build" et "matlab" dans la même phrase. :)

— jpc

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@Ben Je ne crois pas que les modulateurs $ \ Delta \ Sigma $ optimisent le nombre de commutateurs (en fait, je pense que c'est le contraire).

— jpc

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J'ai lu les articles de Don dans des magazines, etc. depuis plus de 20 ans, il a toujours d'excellentes informations et semble savoir de quoi il parle. Mais, j'ai été en contact avec lui à plusieurs reprises au sujet de Magic Sinewaves au fil des ans et ne semble jamais obtenir de réponse directe de sa part, en ce qui concerne si quelqu'un les utilise, les implémentations réelles, les nombres d'efficacité, etc. la recherche n'a trouvé aucune implémentation réelle non plus.

Le mieux que je puisse dire, ils devraient bien fonctionner pour une sortie de fréquence fixe ou peut-être à travers une gamme de fréquences de sortie fixe, mais je ne suis pas sûr qu'ils pourraient bien fonctionner pour une sortie complexe comme les comparaisons avec un amplificateur de classe D.

Ainsi, je pense que des choses comme les commandes de moteur sans balais pourraient éventuellement en bénéficier, en ce sens que vous pourriez réduire le nombre d '«événements» de commutation nécessaires par rapport à quelque chose comme une sortie PWM normale. Cela se fait au détriment de la nécessité d'une synchronisation de commutation très précise.

S'ils ajoutent même 5% d'efficacité aux systèmes d'entraînement à moteur, je pourrais les voir valoir pour des choses comme l'augmentation de l'efficacité des systèmes d'entraînement de voiture électrique ou d'autres systèmes AE similaires utilisant la batterie. Difficile de déterminer sur papier si les avantages l'emporteraient sur les dépenses supplémentaires de mise en œuvre.

— boomhauer
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C'est la première fois que j'entends le terme "ondes sinusoïdales magiques", même si je fais quelque chose de similaire depuis des années. Ce que j'ai fait, c'est mettre en œuvre un "DAC Delta-Sigma de premier ordre" dans un FPGA. Cela alimente un simple filtre RC, et la sortie est une tension de base entre 0 et 3,3v. C'est une question simple de générer les données d'onde sinusoïdale et de les alimenter dans le DAC (ce que j'ai également fait). Il ne sera pas plus efficace que PWM pour certaines choses, car la fréquence de commutation est vraiment élevée et les pertes de commutation seront désagréables - mais cela fonctionne très bien pour d'autres applications.

@ David, je ne les ai pas inventés et je n'ai pas posé la question d'origine, juste en essayant d'ajouter mon entrée. Jetez un œil au travail original de Don Lancaster via le lien dans la question d'origine.

— boomhauer