Praktikum zum Thema Entwicklung und Untersuchung einer universell einsetzbaren Messwerterfassung mit Delta-Sigma A/D Wandlern für FPGAs

Die Gruppe „Neue Bauelemente und Technologien“ entwickelt unter anderem Mittelspannungsumrichter auf Basis von SiC Transistoren. Für die Messwerterfassung werden hier Delta-Sigma A/D Wandler verwendet. Durch die Umwandlung des Messwertes in einen 1-Bit Datenstrom sind nur zwei LWL (Takt und Datenstrom) nötig. Diese können für die nötige Potentialtrennung per LWL zur Steuerkarte übertragen werden. Für die Rückgewinnung des Messwertes aus dem Datenstrom ist ein Filter notwendig. In den meisten Fällen wird hier ein SINC-Filter verwendet, da dieses sehr leicht zu implementieren ist. Allerdings birgt es auch einige Nachteile wie z.B. die Bildung eines gewichteten Mittelwertes bei höheren Ordnungen.Durch die Verwendung eines FPGAs sind hier verschiedenste andere Filter denkbar und auch umsetzbar. Zu Beginn der Arbeit sollen deshalb verschiedene Filterkonzepte zusammengefasst und mittels Simulation verglichen werden. Wichtige Merkmale sind hierbei u.a. Verzugszeiten, Aufwand für die Umsetzung und der Platzbedarf im FPGA. Nach dem Vergleich soll das beste Filter als Komponente für den Einsatz im FPGA in VHDL beschrieben werden. Die Komponente soll neben der Filterfunktion noch weitere, für die Messwerterfassung wichtige Teile enthalten. Das fertige Filter wird dann im FPGA implementiert und an einem bestehenden Aufbau getestet. Die Ergebnisse sollen anschließend mit denen der Simulation verglichen werden.