Magiczne fale sinusoidalne Dona Lancastera

11

Od kilku lat Don Lancaster promuje magiczne fale sinusoidalne . Są to ciągi cyfr binarnych (jak 420 bitów dla pełnego cyklu sinusoidalnego), które, gdy są używane do sterowania przełącznikiem cyfrowym (MOSFET / IGBP), dają całkiem czystą falę sinusoidalną (pozostają tylko bardzo wysokie harmoniczne). Aby uzyskać więcej informacji, przeczytaj link do artykułu lub dowolny inny artykuł na ten temat.

Czy ktoś faktycznie wykorzystał je do czegoś? Pomysł wydaje się dość przydatny, ale nie mogę znaleźć żadnych informacji na ich temat (które nie pochodziły od samego Lancastera).

power mosfet ups jpc
źródło
Myślę, że zakładają idealne przełączniki (co powinno być prawdą dla MOSFET i IGBT przy kilku kHz). Zauważ, że nie ma to nic wspólnego z przetwornikami rezonansowymi.
JPC
Brzmi dla mnie jak oszustwo. Nigdy nie ufam publikacjom technicznym, które są publikowane samodzielnie i zawierają liczne reklamy prac autorów. Może to bardzo dobrze działać, ale nie ma powodu, dla którego żaden facet przetwarzający sygnały nie byłby w stanie tego zrozumieć.
Kellenjb
5
@Kellenjb, Don Lancaster ma bogatą historię jako znany i ceniony EE, projektant i pisarz techniczny (1969-1996 w książkach o martwych drzewach, a także w kolumnach czasopism). Zatrudniony przez: Apple, HP, Motorola, Adobe, Western Digital itp. Może być dziwny, ale jest mądry.
mctylr
1
wpadając i nie widząc prawdziwych odpowiedzi na ten temat, saga trwa!
boomhauer
1
a teraz 2016! ..
boomhauer

Odpowiedzi:

5

Myślę, że Magic Sinewaves to tak naprawdę sames jako „selektywna eliminacja harmonicznych”, dobrze znana metoda w energoelektronice.

Ten artykuł zawiera opis teorii i niektóre wyniki eksperymentów.

Alejandro
źródło
1
W świecie audio nazywamy to „kształtowaniem hałasu”.
1
Alejandro, świetne znalezisko, wydaje się być takie samo z tego, co mogę ustalić. Nadal jestem ciekawy, jak często są one wdrażane, jakieś pomysły?
boomhauer
2019 ... wciąż ciekawie mało informacji tutaj.
Sześćdziesiąt pięć
3

Tak, to zadziała. Przełącza się na znacznie wyższą niż wymagana częstotliwość, a następnie powoli zmienia procent czasu, w którym jest na 0, na bycie na 1. Oznacza to, że średnia sygnału będzie powoli przesuwać się w górę. Dopasowując swoją stawkę do zmiany częstości sinusoidy, może to zrobić bardzo dobrze.

Problemem będzie zapewne filtr dolnoprzepustowy, jednak nie idealne komponenty pozwolą na uzyskanie nieparzystych harmonicznych, ale energooszczędny filtr LC może prawdopodobnie załatwić sprawę przez pasmowanie dla wymaganej częstotliwości.

Można to łatwo zrobić za pomocą przetworników cyfrowo-analogowych i wzmacniacza typu D. On po prostu eliminuje potrzebę przetwornika cyfrowo-analogowego, co jest oszczędnością kosztów.

Kortuk
źródło
Nie widzę żadnych błędów w teorii, ale jestem naprawdę ciekawy, czy zadziała w praktyce. Zwłaszcza, że ​​minęło już kilka lat, odkąd Don po raz pierwszy o tym napisał i nadal nikt tego nie używa.
JPC
@jpc, naprawdę widziałem problemy z uruchomieniem wyższych częstotliwości przez dolnoprzepustowy LC. Chcę to teraz zbudować.
Kortuk
tak naprawdę popełniłeś błąd - przełącza się na niższą częstotliwość niż zwykle używa się do zwykłego wyjścia PWM, ale używa zegara o wysokiej częstotliwości do bardzo precyzyjnego pomiaru krawędzi stanu, aby dokładnie dostroić długość każdego impulsu, aby zabić harmoniczne.
boomhauer
Brzmi to bardzo podobnie do konstrukcji Tripath klasy D (którą nazwali klasą T), w której zmieniają zarówno częstotliwość, jak i stan włączenia / wyłączenia. Twierdzą, że generuje czystszy sygnał.
Noel Grandin,
2

Nie mogę załadować połączony PDF, ale z Twojego opisu brzmi jak przykład konkretnego o wzmacniacz impulsowy .

Ben Jackson
źródło
Odnośnie pliku PDF: pisze własny kod PostScript w celu ułożenia artykułów, a następnie konwertuje je na pliki PDF, więc może to powoduje błąd w czytniku.
jpc
1
Pytanie brzmiało: „Czy ktoś faktycznie wykorzystał je do czegoś?” co miałem na myśli przez cyfrowe ciągi impulsów napędzające przełączniki do wytwarzania wyjścia analogowego. Odpowiedź brzmi: tak, wzmacniacze klasy D są szeroko stosowane we wzmacniaczach audio.
Ben Jackson
1
@jpc, będę wspierać @BenJackson tutaj. Wzmacniacze klasy D to nowa fala oszczędności energii, wiele telefonów komórkowych zaczyna z nich korzystać. Regulator przełączający jest prawie taki sam jak regulator klasy D, z tym wyjątkiem, że ma ustawione docelowe napięcie zamiast powoli zmieniającego się.
Kortuk
1
@Kortuk Uważam za naprawdę zabawne, że użyłeś „build” i „matlab” w tym samym zdaniu. :)
jpc
1
@Ben Nie wierzę, że modulatory $ \ Delta \ Sigma $ optymalizują się pod kątem liczby przełączników (tak naprawdę uważam, że jest odwrotnie).
JPC
2

Czytam artykuły Dona w czasopismach itp. Od ponad 20 lat, zawsze ma doskonałe informacje i wydaje się wiedzieć, o czym mówi. Ale przez lata kontaktowałem się z nim wiele razy o Magicznych Sinusoidach i nigdy nie wydaje się, żebym uzyskał od niego jednoznaczną odpowiedź na temat tego, czy ktoś ich używa, jakie są rzeczywiste implementacje, liczby wydajności itp. Moje własne badania również nie wykazały żadnych rzeczywistych implikacji.

Najlepsze, co mogę powiedzieć, powinny działać dobrze dla stałego wyjścia częstotliwości lub może w zakresie stałych częstotliwości wyjściowych, ale nie jestem pewien, czy mogłyby one działać dobrze dla złożonego wyjścia, takiego jak porównania ze stanem wzmacniacza klasy D.

Dlatego myślę, że rzeczy bezbłędne elementy sterowania silnikiem mogłyby z nich skorzystać, ponieważ można zmniejszyć liczbę „zdarzeń” przełączania koniecznych w porównaniu z czymś takim jak normalne wyjście PWM. Dzieje się tak kosztem bardzo dokładnego czasu przełączania.

Jeśli dodadzą nawet 5% wydajności do układów napędowych silników, zauważyłem, że są one opłacalne ze względu na takie rzeczy, jak zwiększenie wydajności układów napędowych samochodów elektrycznych lub innych podobnych układów AE wykorzystujących energię akumulatora. Trudno jest ustalić na papierze, czy korzyści przewyższą dodatkowy koszt wdrożenia.

bumerang
źródło
Po raz pierwszy słyszę termin „Magiczne fale sinusoidalne”, chociaż od lat robię coś podobnego. To, co zrobiłem, to zaimplementowanie „Pierwszego rzędu Delta-Sigma DAC” w FPGA. To zasila prosty filtr RC, a wyjściowe napięcie podstawowe wynosi od 0 do 3,3 V. Generowanie danych fali sinusoidalnej i podawanie ich do przetwornika DAC (co również zrobiłem) jest proste. W niektórych przypadkach nie będzie bardziej wydajny niż PWM, ponieważ częstotliwość przełączania jest naprawdę wysoka, a straty przełączania będą nieprzyjemne - ale działa naprawdę dobrze w innych aplikacjach.
@David, nie wymyśliłem ich ani nie zadałem pierwotnego pytania, próbując jedynie dodać swoje uwagi. Spójrz na oryginalne dzieło Dona Lancastera za pośrednictwem linku w pierwotnym pytaniu.
boomhauer