is PWM nu analoog of digitaal?

Op 6 juli 2022 14:38:04 schreef Arco:
[...]
Oneindig aantal waardes alleen in het tijddomein (en dat is voor analoog irrelevant),niet als spanning

toch wel, want het is de PWM (dus de pulsbreedte) die de bemonsterde analoge waarde voorstelt, en niet de spanning van de PWM. (die laatste kan je als een constante beschouwen)

En zo heeft iedereen zijn eigen definities :) .

Dat is inderdaad het probleem. Jammer, want 'analoog' en 'digitaal' hébben prima definities. Analoog= gelijkvormig; digitaal= in getallen gecodeerd.

Een analoog signaal is analoog aan het eindresultaat; het varieert dus letterlijk op dezelfde manier. De spanning c.q. stroom gaat precies zo omhoog en omlaag als uiteindelijk de conus van de luidspreker heen en weer moet gaan, of de stroom (bijv. 4..20 mA) varieert analoog aan de gewenste klepstand.
Ook de pulsbreedte van een PWM-signaal is analoog aan wat je ermee wilt bereiken - de pulsbreedte beweegt precies zoals het eindresultaat.

Een digitaal signaal brengt de informatie over in digits; in cijfers dus. Voor die cijfers moet natuurlijk een code afgesproken zijn; vaak is dat binaire code. Zo kan bijv. '0001'= bijna uit, '0100'= kwart vermogen, '1000' = half vermogen.
Als je dit per ongeluk als PWM zou bekijken, zou je in al deze voorbeelden '25%' zien: 1/4 van de tijd is het signaal een '1'. Het signaal lijkt helemaal niet op het gevraagde resultaat; het is er niet analoog aan.
Maar als digitaal signaal beschouwd zie je resp. 1, 4, 8: de betekenis zit in de overgebrachte getallen.

--
Nu kan het best eens zijn dat een PWM-signaal maar 256 verschillende waarden kan aannemen, maar dat maakt het niet digitaal.
(Mogelijk wás het signaal wél ooit ergens digitaal (in een Arduino of zo), maar de omzetting naar PWM is een vorm van D/A-conversie.
Maar voor hetzelfde geld komt het PWM-signaal gewoon uit een 555, en wordt er ingesteld met een potmeter met 'klikjes' op de as.)

En omgekeerd: dat een digitaal signaal niet oneindig veel verschillende waarden kan hebben is niet essentieel, maar komt alleen doordat het technisch onuitvoerbaar is (en ook onnodig is) om oneindig veel getallen te gebruiken.

Sterker nog: over een ruiserig kanaal kun je 'analoog' maar een beperkt aantal waarden overbrengen, omdat te kleine stapjes zouden verdrinken in de ruis. Maar 'digitaal' is er geen echte grens aan de resolutie; alleen de codering wordt steeds bewerkelijker.

Ha Martin V,

Ik zie je antwoord is door diverse CO mensen al gegeven soms helemaal goed soms gedeeltelijk.
In ieder geval denk ik duidelijk een P.W.M. is een analoge modulatie vorm !
Meer heb ik niet toe te voegen eerst even de laatste post lezen, wel kan jij zelf het begrip vormen.
Een schakelende mixer configuratie heeft ook niet met digitaal vandoen jou schakelende klasse D versterker net zo min :D

Jou opmerking over het aantal nullen of enen dat heeft niets met digitaal te maken als ik een bit genereert kan het nog steeds een digitaal karakter hebben.......

Groet,
Henk.

Op 6 juli 2022 14:22:58 schreef kris van damme:
[...]

dat kan het eventueel wel, zoals ik hierboven al schreef. (als de PWM analoog wordt opgewekt kan ie in principe een oneindig aantal waardes aannemen). Maar het PWM signaal is wel niet "continue", door de bemonstering.

Het blijft continu in het tijdsdomein, zelfs als de bemonsteringsfrequentie te laag is. Je krijgt dan een ander signaal dat nog steeds continu is, zelfs al is het niet "analoog" aan het analoge ingangssignaal, het is net zo min digitaal; het is gewoon rommel.

EDIT: na lezen van de verder volgende berichten, denk ik dat ik weinig meer heb toe te voegen. Vooral FET schrijft het heel helder op.

[Bericht gewijzigd door maartenbakker op (15%)]

Ik DENK dat de originele vraagstelling hint naar een systeem als een "1 bit dac", maar dan iets anders.

De muziek-data wordt weer analoog gemaakt door een digitaal signaal te filteren. Ik dacht dat gebruikelijk is om op > 1MHz te kijken of het gefilterde signaal boven of onder de gewenste waarde zit. Maar begrijp uit de startpost dat er nu ook met een soort van PWM gewerkt wordt. Met een STM32F334 kan je bijvoorbeeld ontzettend nauwkeurig de PWM percentage instellen. Het zal voordelen hebben.

PWM kan zowel analoog als digitaal zijn. Net is een beetje als een vraag "is een spanning van 5V analoog of digitaal".

Als je de PWM genereert met een digitaal middel waardoor de PWM in discrete tijdstappen staat is hij digitaal. Bijvoorbeeld een PWM uitgang van een microprocessor. Waarbij het digitale getal niet in de diverse bits staat maar in de sampletijden op de tijdbasis.

Als je PWM continue is door bijvoorbeeld een potmeter en een 555, dan heeft hij geen discrete stappen, maar is analoog.

De informatie in de PWM kan dus analoog of digitaal zijn. Omdat de spanning 0 of 1 is, is die wel digitaal maar daar zit de uiteindelijke informatie niet. Voor de informatie heb je ook de tijd nodig.

[Bericht gewijzigd door Hoeben op (17%)]

Maar, ondanks dat de informatie in het PWM signaal analoog kan zijn, kan je het TOCH digitaal noemen. Je kan het bewerken en versturen als een digitaal signaal. Bijvoorbeeld een ledje aan en uit sturen, dat een glasfiber induwen en weer digitaal maken met een threshold schakeling of zoiets. Filter er achter en je hebt je audio signaal terug!

Dus... vanwaar deze vraag?
* Definitieneuken? Schoolvraag en de leraar wil weten of je opgelet hebt toen hij ZIJN definities behandelde?
* Wil je er iets mee? Als het digitaal is dan kan ik...

Veel antwoorden zijn van de vorm: Als je MIJN definitie van analoog/digitaal aanhoudt, dan... Ik vind dat zo'n zinloze discussie.

Ha Hoeben,

Dat komt bij mij tegenstrijdig over, of je nu uit een microprocessor komt of uit een microfoon voor het maken van,
een PWM heb je een draaggolf nodig !
Alle systemen waarbij een analoge draaggolf wordt gebruikt is een analoog systeem.......
De PWM is net als FM of AM een analoge modulatie vorm, zo is QAM een analoge modulatie.
Onder liggend kan de message een digitaal karakter hebben maar dat doet niet ter zaken of dat was de vraag van @Martin V niet.

Groet,
Henk.

Stel ik haal een analoog signaal op een bepaalde klokfrequentie door een sample-en-hold schakeling heen. Nu is de boel in de tijd gequantiseerd, maar niet in de amplitude. Digitaal of analoog?

Als iemand vraagt om een simpele instelbare PWM schakeling, dan komt er toch steeds iemand die een zaagtand maakt met 1 opamp en dan een andere opamp om de potmeter waarde met de zaagtand te vergelijken -> PWM signaal. gebruik ipv een PWM signaal een analoog input (audio?) signaal en... Digitaal of analoog?

Of dit volgens een definitie van een bepaalde leraar analoog of digitaal is, dat boeit me niet. Nog minder wat het volgens JOU zou moeten zijn. Je moet begrijpen wat er aan de hand is.

Als er een verkoper is die iets verkoopt "nu met digitaal PWM" of "nu met analoge PWM" en je wilt die verkoper betrappen op een leugen... Tja, Op een bepaalde manier zal ie wel gelijk hebben.

Ha rew,

Je geeft het antwoord in je vraag / opmerking, dat zijn de twee zaken waar een digitaal signaal aan voldoet !
Dus zowel tijd als amplitude zijn niet in analogie met de oorspronkelijke informatie dit betekend dat je het oorspronkelijke,
bericht niet kan herleiden anders dan decoderen !
Alle andere vormen waar of frequentie of amplitude veranderd door het bericht zijn te herleiden naar het originele bericht.
Dus als @Martin V in zijn PWM installatie met een simpel laagdoorlaat filter het bericht ( audio ) weer direct hoorbaar kan maken is het een analoog signaal....

Groet,
Henk.

Zolang er niet succesvol gesampled wordt naar discrete waarden in spanning en tijd is het voor mij analoog.

Emmertjesgeheugens zijn analoog.
Hypex klass-D eindtrappen zijn (ook volgens de heer Putzeys zelf) analoog.
Een schakeling bestaande uit uitsluitend digitale logica zonder duidelijk gedefinieerde in- en uitgangsgangssignalen is (en gedraagt zich) analoog. Zie maar eens hoe gemakkelijk digitaal op een analoge manier onderuit gaat.

Er zijn versterker-ideeën die direct van een digitale data stroom naar een PWM signaal gaan. Ze zijn hier ook op Co wel voorbij gekomen.
Dat komt dan neer op het moeizaam construeren van een slechte adc.

Op 6 juli 2022 18:14:09 schreef electron920:
een PWM heb je een draaggolf nodig !
Alle systemen waarbij een analoge draaggolf wordt gebruikt is een analoog systeem.......

Digitaal wil zeggen je data in stapjes overstuurt. Een draaggolf of modulatievorm maakt niet uit. Met 2 lijnen kun je digitaal 00, 01, 10, 11 oversturen. Dat zijn 4 getallen. Meer kan niet. Dit kun je via allerlei draaggolven oversturen, de informatie is en blijft digitaal. Je kunt het zelfs opschrijven en per post versturen, het gaat om de inhoud. 2 bits geven 4 getallen.

Nu kun je die getallen ook achter elkaar zetten met wat bit ervoor en erachter voor RS232 of een serieel protocol. Dat kan allemaal digitaal.

Analoge getallen zijn vloeiende getallen zonder enige begrenzing op aantallen. Als er geen ruis en offset etc bestonden kun je oneindig nauwkeurig een spanning instellen in plaats van met de 4 digitale stapjes.

Om op de originele vraag terug te komen: een analog PWM kun je met een filter terug een analog spanning geven. Een digitale PWM ook, waarbij de spanningsmogelijkheden wel beperkt zijn door het aantal bits dat werd uitgestuurd. Dat kun je per digitaal woord met heel veel bits doen waardoor je nauwkeurig bent. Of je doet heel erg veel bits per seconde wat de 1-bitter doet, dat werkt ook. Philips had al de 1-bit DA.

Het antwoord: Een PWM muziekversterker schakelt digitaal voor het filter, en achter het filter is het signaal analoog. De resolutie en kwaliteit van het analoge signaal is wel afhankelijk van het aantal bits dat digitaal gebruikt werd, vandaar de 16-bit CD. 8-bit werkt maar is geen gehoor.

En extra voor Aart (met een kloppend verhaal): als dat schakelen niet in tijdstapjes gebeurt maar op willekeurige tijden n.a.v. spanningen/stromen, dan is dat inderdaad ook analoog. Het toverwoord is discrete waarden in de informatie, stapjes.

Ha Hoeben,

En als jou data uit een waarde bestaat, en dus een bit wordt het dan in een keer analoog :?
Digitaal heeft niets van doen met 1, 2, 1024 stapjes.
Een klasse D versterker schakelt omdat dit twee toestanden zijn aan / uit ( maar dat is je licht knopje ook ),
dit maakt het systeem niet digitaal.
Een PWM is een modulatie vorm niets meer en niets minder !

Groet,
Henk.

Hartelijk dank voor alle informatie en reacties, zie je de vraagstelling is niet zo makkelijk te beantwoorden.
In mijn systeem maak ik geen gebruik van een processor maar gewone analoge driehoeksgolf en een comparator welke er PWM van maakt.
Nadat dit signaal versterkt is gaat het vervolgens een filter in welke er weer een analoog signaal van maakt.
Het ging mij erom of ik deze bewerking "digitale techniek"kan noemen of dat het "gewoon analoog is".
Er wordt niets gedaan met de digitale informatie welke maar 1 bit is, alleen wordt er geschakeld van de voedingsspanning.
Dus ergens blijft het gewoon analoog, maar als je het digitaal noemt klinkt het geavanceerder. :)

Op 6 juli 2022 21:45:42 schreef Martin V:
Dus ergens blijft het gewoon analoog, maar als je het digitaal noemt klinkt het geavanceerder. :)

Ah, dat beantwoord de vraag die bij mij opkwam bij het doorlezen van het topic: ben je een woordenboek aan het maken of probeer je iets te verkopen? ;-)

Het dus geen kwestie van definities, het is een marketingkwestie.

Naar mijn mening is het pas een digitaal iets, als de hoog/laag pulsjes ook echt een datastroom vertegenwoordigen, en als je ze ook theoretisch in een buffer kan opslaan en kan uitlezen.

Het feit dat de versterker gebruikt maakt van een systeem waarbij de eindtrap 100 procent uit en 100 procent aan wordt gestuurd, zoals we kennen van het binair systeem met 2 mogelijke waarden van een bit, vind ik daarbij niet relevant genoeg om het digitaal te noemen. Een lichtknopje is ook geen digitaal systeem. Totdat... je die aan/uitwaarde gaat gebruiken om een binair gecodeerde tekst te verzenden naar een spion met een verrekijker die naar je huis kijkt ;)

Er is geen sprake van een DAC, er is geen sprake van bufferbare bits. Als je een analoge PWM chip gebruikt, dan kan je iedere waarde tussen 0 en 100 procent dutycycle halen, dus ook 33,3333333..... terwijl in een digitaal systeem je daarin 'beperkt' bent door de resolutie van je digitale systeem.

Gebruik je een digitaal systeem voor het genereren van je PWM signaal, dan is het wel weer digitaal natuurlijk.

Digitale logica IC's en poorten vind ik ook wel weer digitaal. Het gaat daar echt om de informatie die het spanningsniveau overbrengt aan de volgende poorten, ook al is het misschien maar één bit die gemanipuleerd wordt.

Even heel straight dan zijn er 2 soorten:

.1 je kunt via een analoge waarde. Een klok generator en dan met een signaal (meen even een zaagtand) en een comperator een analoog signaal omzetten in een PWM signaal.

Dit aan een eintrap voeden en je kunt er (via een filter) een speaker mee aansturen. Eventueel kun je nog ergens een terugkoppeling injecteren in het proces..

Hier is vrij weinig digitaal aan.

.2 is:
Ik flikker het analoge signaal meteen een ADC in, daarna goed ik het aan een dikke uC/DSP processor en stamp het zo de eindtrap in. Evt met nog een terugkoppeling naar de DSP/uC. Eventueel nog een filter erachter... Maar speakers kunnen prima met PWM uit de voeten..

In versie 1 is er niets digitaal in versie 2 zou je zelfs via de uC/DSP via ethernet kunnen gaan streamen...

Uiterlijk kan het dezelfde doos zijn!!! Signaal in, voeding in en signaal uit.

Het hangt dus van je definitie af. Signalen zijn beide hetzelfde..
Echter DSP is wel Digital / Discrete Signal Processor.. dus in definitie wel digitaal.

Maar is een analoge versterker met een led VU meter dan ook ineens digitaal(leds zijn aan of uit)

Ha High met Henk,

Dat is een interessante zo'n mix, ik denk dat je dat heel vaak ziet als black box.
Belangrijk in deze is je signaal pad volgen wat kom je daar tegen !
In een radio ontvanger kan het signaal pad analoog zijn maar de besturing digitaal zeker in de jaren 80 werd met,
grote letters geschreven digital ontvanger :o

Iets heeft een analogie als het ene systeem direct te koppelen is aan het andere systeem.......
Bijvoorbeeld als jij op je horloge met wijzerplaat kijkt en je ziet de wijzers rond gaan dan realiseer je de tijd verstrijkt.
Als je naar buiten kijkt en het gaat schemeren en het wordt donker dan realiseer je de tijd verstrijkt dat is een analogie !
Hoe zou dit er uit zien in een digitale wereld ?
De wijzers van je horloge draaien verder van 12 uur in de middag naar 6 uur begin avond...... en ineens is het harstikke donker :S
Als je wijzers op 12 uur middernacht staan is het ineens licht :?
Dit is het effect van een digitaal systeem er is geen analogie met het eerste systeem.

Natuurlijk hoor ik je zeggen ja dat is een bit he he maar zelfs als we de diepte ingaan en er 100 bits resolutie tegenaan gooien,
dan is er nog steeds een gat aanwezig !
Digitaal is een taal van de digit er is niets wat simpeler is ( het is dag of nacht ) aan / uit, waar / niet waar, 1 / 0 .

Groet,
Henk.

Op 7 juli 2022 07:56:19 schreef GJ_:
[...]Ah, dat beantwoord de vraag die bij mij opkwam bij het doorlezen van het topic: ben je een woordenboek aan het maken of probeer je iets te verkopen? ;-)

Het dus geen kwestie van definities, het is een marketingkwestie.

@GJ je vat de koe bij de horens, je hebt het helemaal juist.
Het apparaat is een PWM audioversterker met buizen, dat ontwerp wil ik gaan toepassen in een commercieel product.
Kan ik dit dan een digitale audioversterker met buizen noemen, of niet?
Hoewel de opzet niet zo heel veel verschilt van een analoge versterker, worden er toch heel andere componenten gebruikt.
Het belangrijkste daaraan is dat er geen grote lompe uitgangstransformator wordt gebruikt.
En als ik het een "digitale versterker" noem klinkt het wat geavanceerder.

Op 7 juli 2022 08:21:45 schreef Ledlover:
Naar mijn mening is het pas een digitaal iets, als de hoog/laag pulsjes ook echt een datastroom vertegenwoordigen, en als je ze ook theoretisch in een buffer kan opslaan en kan uitlezen.

Het feit dat de versterker gebruikt maakt van een systeem waarbij de eindtrap 100 procent uit en 100 procent aan wordt gestuurd, zoals we kennen van het binair systeem met 2 mogelijke waarden van een bit, vind ik daarbij niet relevant genoeg om het digitaal te noemen. Een lichtknopje is ook geen digitaal systeem. Totdat... je die aan/uitwaarde gaat gebruiken om een binair gecodeerde tekst te verzenden naar een spion met een verrekijker die naar je huis kijkt ;)

Er is geen sprake van een DAC, er is geen sprake van bufferbare bits. Als je een analoge PWM chip gebruikt, dan kan je iedere waarde tussen 0 en 100 procent dutycycle halen, dus ook 33,3333333..... terwijl in een digitaal systeem je daarin 'beperkt' bent door de resolutie van je digitale systeem.

Gebruik je een digitaal systeem voor het genereren van je PWM signaal, dan is het wel weer digitaal natuurlijk.

De eindtrap wordt voor 45% aan of uit gestuurd, dat is de maximale duty-cycle.
Er is geen sprake van een DAC, gewoon een driehoeksgolf en een comparator maken de PWM. Daarom ben ik niet beperkt in de resolutie van een digitaal systeem.
Ik zou dit ten alle tijden kunnen vervangen door een DAC en een processortje als een Arduino of Teensy of zo iets.

Omdat er geen hoog of laag waarde gerepresenteerd wordt door een bit (of een aantal bits) vind ik deze versterker dus niet digitaal.

[half offtopic]

Met zo een opzet in open loop wordt het naar mijn inschatting een effectapparaat met gain, geen eindversterker in de betekenis zoals die bijvoorbeeld bij "Hifi" gehanteerd wordt, dus met een acceptabele vervorming.

Dat zit u in de hoek van gitaargeweld en dergelijke, waar helemaal niets mis mee is :) maar ik zou daar niet wakker liggen van een inhoudelijk correcte benaming. Commercieel is het mogelijk handig "digitaal" bij audio te vermijden, denk bijvoorbeeld aan de term "modeling amplifier" voor een DSP gebaseerd effect. Die apparaten zijn werkelijk digitaal.

Het is wel een leuk topic, zo worden de gezamelijke gedachten weer eens aangescherpt.

Ha Martin V,

Je heb een analoge modulator niets digitaal de verandering van je uitgang is direct in analogie met de verandering van de ingang,
of dit nu in frequentie dan wel in amplitude is :D
In een digitaal systeem is zowel de amplitude gedefinieerd en onafhankelijk van de ingang maar ook en de breedte van de puls,
is gedefinieerd en ook onafhankelijk van de ingang !
Er is dus geen analogie met de ingang, met andere woorden en @Frederick E. Terman gaat hier mooi op in het is een gecodeerd systeem,
dit kan alleen door decoderen herwonnen worden..........

Groet,
Henk.

In vergelijking met een schakelende voeding (met analoog in en analoog uit), zou je het een schakelende audio versterker kunnen noemen. (Switch Mode Audio Amplifier).

Piet

@Piet dat is een goede benaming, bedankt voor deze suggestie.