Ultra Analog своими руками, часть 2

[dortonyan]

Продолжим одноименную ветку.
Периодически на форумах всплывают всякие бредовые идеи по построению высоколинейных параллельных ЦАП на резисторах, на комбинациях нескольких ЦАПов и т.п.
Так вот, такие же бредовые идеи, признаюсь, посещали и меня еще несколько лет назад. Однако только относительно недавно пришло понимание как это можно реализовывать на практике. А благодаря Сергею (aka dee-jan) удалось еще и довольно оперативно кое чего из надуманного реализовать.
В результате получилось неплохо, ну а более подробно основные идеи и результаты я свел в описание (коротенько так на 10 листиков) которое и прилагается ниже.

[vladsan75]

Спасибо,Алексей,уже в голове понемногу вырисовывается алгоритм настройки-по одному разряду,начиная с 11-го,подаем сигнал величиной 2-4 самого младшего бита(20-го) и коэффициентами делаем сигнал симметричным на экране осцилографа.Единственное-при 20 разрядах и Uоп=5V один младший разряд= около 0,95мкV,а мой осцилограф Rigol DS1102 на минимальном пределе между соседними точками имеет 80мкV,да и то 2-3 точки по вертикали-шумы.Но,в принципе,можно поставить для наблюдения усилитель с КУ=300-500 через конденсатор(для исключения влияния постоянки) и простой ФНЧ.

---------- Сообщение добавлено 20:36 ---------- Предыдущее сообщение было 20:24 ----------

Да,в принципе можно все сделать и на постоянном токе(как описано в даташите на DAC729),благо что индустриальные праллельные ЦАП это могут,только нужен микровольтметр,с взможностью смещения нуля,и замерить одну ступеньку младшего разряда.

---------- Сообщение добавлено 20:39 ---------- Предыдущее сообщение было 20:36 ----------

К стати,Алексей,вы настраивали на постоянном токе,или применяли сигнал малой амплитуды?

[dortonyan]

Ну вот, уже больше похоже на калибровку.) Только это алгоритм для R-2R матрицы, для строкового термометра калибровать нужно все переходы.

Единственное-при 20 разрядах и Uоп=5V один младший разряд= около 0,95мкV

На порядок ошиблись - 10мкВ. Для скопа я мастерил масштабирующий усилитель с ку 50..100 на К140УД17 с развязкой по входу кондером. Но проще воспользоваться хорошей звуковушкой (там и развязка от постоянки уже есть), что я в итоге и сделал.

К стати,Алексей,вы настраивали на постоянном токе,или применяли сигнал малой амплитуды?

Генерил сигналы, в документе же описывал.

[vladsan75]

Ну да,ошибся : 2^20=1048576 и соответственно младший разряд=4,77мкV.И я не хочу применять строковый термометр,а как вы делали во втором варианте на двух монолитных индустриальных ЦАП.

---------- Сообщение добавлено 21:01 ---------- Предыдущее сообщение было 20:54 ----------

Поэтому будет чисто настройка R-2R матрицы.А звуковуха у меня послабже чем у вас ASUS XONAR D1(там чип кажется CS5361),поэтому,наверное,попробую настраивать на постоянном токе.

[dortonyan]

И я не хочу применять строковый термометр,а как вы делали во втором варианте на двух монолитных индустриальных ЦАП.

, vladsan75, открывайте ДШ на ЦАП и читайте, смотрите что там внутри. Кстати, о том что внутри я и в пдф-ке писал.

[vladsan75]

А в чем прикол?Внутри DAC8805 R-2R матрица плюс 7 резисторов для 3х старших разрядов-там все понятно.

---------- Сообщение добавлено 21:38 ---------- Предыдущее сообщение было 21:24 ----------

Хотя,конечно,эти 3 разряда не R-2R и у них нет младшего и старшего звена-поэтому вы и говорили о AD5547,но у нее еще сложнее структура:целых 15 резисторов в старших разрядах и два R-2R звена.В этом смысле больше подходит AD5545,но у нее последовательный ввод.

[dortonyan]

Вот эти 7 резисторов и есть строковый термометр, только с выходом по току.

В этом смысле больше подходит AD5545,но у нее последовательный ввод.

Послед. вход не проблема применения. Но строковый термометр не просто так применяют, а для снижения дрейфа DNL, т.е. такая структура будет стабильнее чистой R-2R. Хотя для 20-ти разрядов в небольшом интервале температур наверняка пойдет и так.
Кстати, в ДШ на AD5545 и 5547 графики INL и DNL один в один, так что вполне может быть что и структура одна. А в ДШ на AD5545 под картинкой с внутренней структурой ЦАП написано - эквивалентная R-2R матрица. На счет DAC8805 я ранее уже писал.

[vladsan75]

Спасибо,понял.А на вашей звуковухе хорошо видны ступеньки в 1 бит 20ти битного сигнала малого уровня?А на счет температурного дрейфа-можно под платой установить несколько 0,5Вт резисторов для подогрева (все равно все смд детали ставлю с нижней стороны платы) и датчик температуры нижней стороны поверхности платы-вот и простейшее термостатирование.

[dortonyan]

Ступени в 1 бит не видны, сигнал сводится по общему контуру. Для точности сведения порядка +/-0,5LSB этого хватает.
Термостат городить нет смысла, проще и дешевле применить другой ЦАП. Потому что вместе с термостатом нужно еще и автокалибровку выполнять.

[vladsan75]

Спасибо,Алексей,вроде все вопросы исчерпаны,попытаюсь произвести регулировку на постоянном токе.Поздравляю с отличной конструкцией.

[dortonyan]

Спасибо vladsan75, и вам удачной конструкции.

Offтопик:
P.S.
Лучший способ разобраться - разработать и рассчитать устройство самостоятельно, с нуля. Нового ничего не получится, но зато многое станет понятным.

[vladsan75]

Ну это немного попозже,сейчас разработал печатку и жду детали для ЦАП на PCM1702 на преобразователе I/U на подобие Гагарина с некоторыми изменениями и полностью безООСными буфером и ФНЧ,прошу прощения за offтоп.

[tomtit]

Offтопик:
Разум имеет свои гранизы, но безООСное невежество похоже безгранично ...

Sorry, я имел в виду именно фетиш безООСности.

[vladsan75]

Здравствуйте,Алексей,тут возник еще один вопросик:допустим на данном участке шкалы(или дла данного разряда R-2R матрицы) необходимо отнять определенный коэффициент от младшего ЦАП,а его код= 000000000,тогда,соответственно возникает перенос в старший ЦАП.В принципе,т.к. у нас свободные старшие разряды младшего ЦАП,то можно с помощью весового сопротивления равного 10му (или во всяком случае больше,чем максимальный отнимаемый коэффициент) разряду младшего ЦАП,подключенного к -Uref,вычесть определенный ток и прибавить соответствующее число к младшему ЦАП.Тогда не возникнет переноса в старший ЦАП при вычитании коэффициента.Каким образом вы это решили в ЦАП на DAC8805?

[dortonyan]

допустим на данном участке шкалы(или дла данного разряда R-2R матрицы) необходимо отнять определенный коэффициент от младшего ЦАП,а его код= 000000000,тогда,соответственно возникает перенос в старший ЦАП

Ну так сделайте чтобы код был не нулевой. И никаких левых переносов не будет.

Тогда не возникнет переноса в старший ЦАП

Перенос в старший ЦАП будет происходить только если написать соотв. код алгоритма. У меня оба ЦАП работают каждый со своими данными безо всяких переносов между собой.

[vladsan75]

Ну так это входной код,не мы его задаем.Или вы имеете в виду,что добавляем 1 в 10й не используемый разряд младшего ЦАП и пусть будет постоянное положительное смещение в 1/128 шкалы?

[dortonyan]

Ну естественно, кто мешает инициализировать код начальной константой? Только почему смещение именно 1/128, а если 1/200 ?

[vladsan75]

Ну 1/128 это 1 в 10м разряде младшего ЦАП после 9 используемых,это проще,чем какая нибудь константа.

[dortonyan]

Чем именно проще? Все равно нужно прибавлять коэф-ты, или вы коэффициенты тоже будет разрядами прибавлять?

[vladsan75]

Да вообще нет разницы,какое смещение будет на выходе,все равно будет схема подстройки нуля.Просто в проэкте ПЛИС на всех сумматорах старший разряд будет присоединен с 1 и можно о нем забыть.

---------- Сообщение добавлено 23:20 ---------- Предыдущее сообщение было 23:03 ----------

Немного напутал:в старшем разряде одного из сумматоров будет 1,а дальше все будет последовательно складываться.

[vladsan75]

Алексей,а вы схему управления оппозитными ключами break-before-make реализовывали в самой ПЛИС,или на стандартной логике отдельными микросхемами?