Easyelectronics.ru

Электроника для всех
Текущее время: 17 окт 2018, 04:09

Часовой пояс: UTC + 5 часов



    • JLCPCB - Прототипы 10 PCBs всего за 2$ (100*100mm, 2-layer)
    • Как мы делаем платы, смотрите на YouTube
    • Крупнейшая китайская фабрика прототипов. 300000+ заказчиков и 10000+ заказов в день!
    • LCSC - Крупнейший китайский онлайн магазин комплектующих.

Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 15 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Какова роль операционного усилителя в ЦАП на R-2R лестнице?
СообщениеДобавлено: 13 янв 2018, 20:52 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 дек 2016, 00:04
Сообщения: 251
Откуда: Россия, Москва
В статьях, объясняющих работу ЦАП, часто рисуется R-2R лестница на выходе которой стоит операционный усилитель. При этом ни одна статья из тех, что мне попадались, не объясняет, какова конкретно роль этого операционного усилителя. Вроде работает и без него. Зачем он там стоит?

_________________
https://eax.me/


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Какова роль операционного усилителя в ЦАП на R-2R лестнице?
СообщениеДобавлено: 13 янв 2018, 21:14 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 07 фев 2014, 15:45
Сообщения: 120
Это обычно ставят повторитель напряжения. Если я не ошибаюсь, это для того чтобы добиться максимальной линейности выходного сигнала и не зависимости цепей генерации напряжения от сопротивления нагрузки. Используется как буферный усилитель, для исключения влияния низкоомной нагрузки на источник с высоким выходным сопротивлением. Поправьте меня если не так.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Какова роль операционного усилителя в ЦАП на R-2R лестнице?
СообщениеДобавлено: 13 янв 2018, 21:16 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 20 апр 2010, 17:59
Сообщения: 1062
Откуда: Челябинск
Конечно работает, когда нагрузка мизерная. А если она увеличится?

_________________
Everybody lies


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Какова роль операционного усилителя в ЦАП на R-2R лестнице?
СообщениеДобавлено: 13 янв 2018, 21:30 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 05 фев 2013, 00:58
Сообщения: 3117
Откуда: Тольятти
Как я понял, в первых ЦАП для коммутации резисторов использовались не очень совершенные ключи, сопротивление каналов которых зависело от коммутируемого напряжения, что ограничивало достижимую точность. Поэтому придумали сделать выход токовым и зафиксировать напряжение на нём, нагрузив его на инвертирующий вход ОУ, который при наличии обратной связи является виртуальной землей. Позже ключи были усовершенствованы и появилась возможность сделать ЦАП в виде преобразователя код-напряжение.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Какова роль операционного усилителя в ЦАП на R-2R лестнице?
СообщениеДобавлено: 13 янв 2018, 21:39 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 22 июл 2017, 11:48
Сообщения: 2372
Всё верно. ОУ на выходе - для согласования выходного сопротивления матрицы со входным сопротивлением следующего звена. Короче говоря, следующее после ЦАП звено может иметь низкое сопротивление, сравнимое с сопротивлением цепи последовательных резисторов матрицы или даже ниже, и портить выходной результат матрицы, внося свое собственное параллельное сопротивление. В двух словах, так понятнее?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Какова роль операционного усилителя в ЦАП на R-2R лестнице?
СообщениеДобавлено: 13 янв 2018, 21:55 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 дек 2016, 00:04
Сообщения: 251
Откуда: Россия, Москва
yatsok писал(а):
Это обычно ставят повторитель напряжения. Если я не ошибаюсь, это для того чтобы добиться максимальной линейности выходного сигнала и не зависимости цепей генерации напряжения от сопротивления нагрузки. Используется как буферный усилитель, для исключения влияния низкоомной нагрузки на источник с высоким выходным сопротивлением. Поправьте меня если не так.

Спасибо за ответ, это все объясняет. Будучи любителем, я не знал о таком режиме использования операционных усилителей.

Всем остальным тоже большое спасибо, развеяли последние сомнения!

_________________
https://eax.me/


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Какова роль операционного усилителя в ЦАП на R-2R лестнице?
СообщениеДобавлено: 13 янв 2018, 21:58 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 05 фев 2013, 00:58
Сообщения: 3117
Откуда: Тольятти
BusMaster, нет, вы не поняли. Современный ЦАП можно грузить на низкое сопротивление, точность останется заявленной, а можно оставлять в воздухе, то же самое. Древний ЦАП, если грузить на 0, будет работать нормально (создавать правильный ток), а если оставить в воздухе, обеспечит максимум 5 бит точности. Поэтому ОУ ставился как преобразователь "ток-напряжение", чтобы грузить ЦАП на КЗ.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Какова роль операционного усилителя в ЦАП на R-2R лестнице?
СообщениеДобавлено: 13 янв 2018, 22:12 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 22 июл 2017, 11:48
Сообщения: 2372
iev91, готовый ЦАП в виде микросхемы - можно, у нее и без того на выходе буфер. А самодельный из отдельных резисторов - нетушки. Пусть например резисторы по 1 кОм, 8-зарзядный ЦАП. Суммарно 9 кОм. Теперь подключите на выход биполярный транзистор с резистором в базе 20 кОм. У вас сразу уплывет выходное сопротивление.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Какова роль операционного усилителя в ЦАП на R-2R лестнице?
СообщениеДобавлено: 13 янв 2018, 22:21 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 05 фев 2013, 00:58
Сообщения: 3117
Откуда: Тольятти
Нет, современные ЦАПы есть в виде матрицы R-2R на выходе (без буфера), и их можно подключать как угодно, разрешение от этого не страдает.
Я имею в виду то обстоятельство, что в древних ЦАПах ключи были не КМОПы, а ФЕТы и поэтому работали, во-первых, только с одной полярностью протекающего тока, а во-вторых, ток стока зависел от напряжения на стоке, т.е., они были далеко не идеальными. А если ток стока зависит от напряжения, то, например, старший бит даст 1 ма тока с ошибкой 30 мка в зависимости от напряжения, то точность такого ЦАП не может быть лучше 4-5 бит, т.к. младший бит, например, 10-битного ЦАП должен давать ток 1 мка. Поэтому их выход надо грузить на КЗ, чтобы зафиксировать напряжение.

Выходное сопротивление лесенки R2R равно 2R и не зависит от кода.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Какова роль операционного усилителя в ЦАП на R-2R лестнице?
СообщениеДобавлено: 13 янв 2018, 23:50 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 23 сен 2012, 20:35
Сообщения: 2391
iev91 писал(а):
Выходное сопротивление лесенки R2R равно 2R и не зависит от кода.

Угу. А вот входное у нагрузки может быть любым. Что бы такой цап продолжал работать как задумано, его нужно отвязать от нагрузки, для чего и ставят ОУ.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Какова роль операционного усилителя в ЦАП на R-2R лестнице?
СообщениеДобавлено: 14 янв 2018, 01:08 
Старожил

Зарегистрирован: 23 мар 2017, 14:45
Сообщения: 3723
BusMaster писал(а):
iev91, готовый ЦАП в виде микросхемы - можно
Готовый готовому - рознь! Например К572ПА1 - нельзя. Лично экспериментировал.
iev91 прав в данном случае до мельчайших деталей.
Хотя есть схемы включения этого ЦАПа без ОУ, но точность тогда катастрофически падает, о 10-разрядах можно вообще не мечтать даже.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Какова роль операционного усилителя в ЦАП на R-2R лестнице?
СообщениеДобавлено: 14 янв 2018, 06:49 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 05 фев 2013, 00:58
Сообщения: 3117
Откуда: Тольятти
Для древних ЦАПов использование внешних ОУ в качестве преобразователя "ток-напряжение" было стандартной практикой.
Позже этот преобразователь начали встраивать внутрь, и такие ЦАПы обычно называются "complete".

Требование сохранять напряжение выхода небольшим подчеркивалось особо.
.
Show


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Какова роль операционного усилителя в ЦАП на R-2R лестнице?
СообщениеДобавлено: 14 янв 2018, 07:27 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 05 фев 2013, 00:58
Сообщения: 3117
Откуда: Тольятти
Если быть совсем точным, то для лестницы R2R нужно сохранять входной ток постоянным, и это достигается либо тем, что выход заземляется на виртуальный 0,а на вход подается опорное напряжение REF, либо на входе использовать источник стабильного тока. Первый способ проще.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Какова роль операционного усилителя в ЦАП на R-2R лестнице?
СообщениеДобавлено: 14 янв 2018, 11:44 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 22 июл 2017, 11:48
Сообщения: 2372
Да нет, iev91, неправда ваша. Если микросхема ЦАП позволяет подключать любые нагрузки, то у нее уже встроен на выходе буфер, в противном случае предлагается на выходе микросхемы ставить ОУ. Посмотрите блок-схемы нескольких ЦАП-ов. Например, AD9717 и DAC08 или AD7524.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Какова роль операционного усилителя в ЦАП на R-2R лестнице?
СообщениеДобавлено: 14 янв 2018, 16:59 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 05 фев 2013, 00:58
Сообщения: 3117
Откуда: Тольятти
Ну, значит, неправда моя.

Я делал самодельный ЦАП из регистра 74AC374 и лесенки по принципу ковокса, его точно можно было грузить как угодно. На чип-резисторах из одной партии легко достигается точность 8 бит, а с подгонкой и все 10 бит.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 15 ] 

Часовой пояс: UTC + 5 часов


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  

Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB