Дискретный R2R дак

[l3VGV]

В структуре R-2R токи через ключи и резисторы зависят от кода. Резисторы подвержены тепловым искажениям, а ключи и тепловым, и нелинейным. Если делать калибровку, то она будет действительна только на сигнале той формы и спектра, на котором делалась калибровка. На сигнале с другим спектром распределение мощности и температуры на элементах будет другим и калибровка уедет.

Всегда было интересно как такую калибровку можно осуществить практически, каким инструментом и самое главное - сколько это займет времени.

Одно дело если взять 30-40-100 точек и потом в контроллере через некий полином вычислять остальные.

Но ведь это не хиенд...

---------- Сообщение добавлено 11:17 ---------- Предыдущее сообщение было 11:14 ----------

Не обязательно, стотря как организовать смещение на выходе матрицы: если половина питания, то токи через ключи и резисторы будут постоянны. Но это все не имеет значения, т.к. там нелинейности чисто из-за разбросов результирующих сопротивлений матрицы, плюс глитч из-за разных времен переключения логики.

Хотелосьбы уточнить у специалиста, читал ваш документ про дискретный цап. А как(в комбинации с разбросом точности и стабильности резисторов) будут влиять разбросы выходного тока самих ключей? Ведь все эти цифровые регистры явно не подгоняют на заводах так чтобы через все вентили вытекало строго одинаково.

[Openreel]

Всегда было интересно как такую калибровку можно осуществить практически, каким инструментом и самое главное - сколько это займет времени.

Практический просто, поскольку трезвые люди не делают на дискрете выходную разрядность больше 16бит(при входной немного большей, пусть 20 бит). АЦП могущих заметно лучше 16бит - навалом.
Цепляем тестируемый ЦАП и АЦП к микроконтроллеру и измеряем напряжения(токи) для всех входных кодов. После пишем софтинку составляющую таблицу где адрес - код требуемых 16 бит, содержимое - то, что надо отослать на ЦАП. Это если нужна скорость. Если еще и память экономить надо, то сложней.

А как(в комбинации с разбросом точности и стабильности резисторов) будут влиять разбросы выходного тока самих ключей?

Нет такого параметра у ключа. Он выдаст или всосет ток ровно столько, сколько ему дадут, главное чтобы не расплавился. Зато есть сопротивление в 1 и в 0, оно как правило сильно разное, автор задавали сей вопрос ответ

I also use LVC595 chips as drivers, those have about 13R output impedance at 4V, both positive and negative output fets (I measured some sample parts). I have R as 4K99, 2R is then 10K0 with 3.01M parallel to adjust for driver impedance.

[dortonyan]

Всегда было интересно как такую калибровку можно осуществить практически, каким инструментом и самое главное - сколько это займет времени.

Все это описывал в той самой своей ветке и в аппликухе. Если калибровку выполнять аналогово, как например в PCM58, то при наличии калибровочных сигналов это займет минут 5..10. Сколько займет в цифре - зависит от реализации алгоритма калибровки.

Одно дело если взять 30-40-100 точек и потом в контроллере через некий полином вычислять остальные.
Но ведь это не хиенд...

Полиномы в таких схемах просто не нужны. Что нужно, уже обсуждалось тута: https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=67739.

А как(в комбинации с разбросом точности и стабильности резисторов) будут влиять разбросы выходного тока самих ключей? Ведь все эти цифровые регистры явно не подгоняют на заводах так чтобы через все вентили вытекало строго одинаково.

Только не разбросы тока, а разбросы сопротивлений. На выходе логики те же самые кмоп ключи, сопротивлением в десятки ом. Только сопротивления эти разные для верхнего и для нижнего плеча, и плавают с температурой. Как они будут влиять несложно прикинуть простейшими расчетами, если известны сопротивления R-2R матрицы.
Соб-но в вашем вопросе вся суть данной поделки, т.к. в ней именно разбросы и дрейфы сопротивлений ключей логики (а не резисторов) будут определять статическую линейность ХП.

[Russ3000]

Все гораздо прозаичнее, дают тестовый сигнал и лазером режут нужные резисторы, кои устанавливают с запасом, сам занимался подгонкой НР сборок, довольно шустро и не требует высоких вычислительных мощностей

[Openreel]

Там, судя по фото колинеар, 23+23 = 24 бита. 7 старших - не биты, а сегменты, т.е. это 3 старших бита.

Может быть, детально не разлядывал фотку. автор пишет следующее

A regular DAC feed by the two’s complement code has the problem that zero crossing goes from all zero*es to all ones*s, meaning the distortion goes up at lower levels. The sign magnitude DAC architecture basically is two DAC*s, one for the positive signal and one for the negative signal, resulting in constant distortion at all levels. T.ex. with a -60 db signal, the 10 most significant bits stays at GND for both the negative and positive DAC sections, not the constant switching of all bits....
It*s not something I invented, Burr Brown did it with their Colinear chips, starting with the PCM63.... And my DAC is actually physically two R-2R strings, one with +4V ref and one with -4V reference (of course very low noise and with very precise tracking), connected together at the output which can be done as a R-2R network has constant output impedance.

I decided on 28 bit, to have headroom for a perfect digital volume control. At -72 db volume you still have 16 bit resolution with perfect linearity thanks to the sign magnitude architecture.

No problem here, thanks to the very clean and compact SMT design and 4 layer PCB, any stray capacitance are too low to matter much. I even choose to use only 7 bit from each shift register, as the 8th bit are located on the other side of the chip...
And the 470 pF capacitor at the output of the R-2R resistor chain take care of anything coming though.

The results can be seen at the FFT plots, so clean....

[l3VGV]

Практический просто, поскольку трезвые люди не делают на дискрете выходную разрядность больше 16бит(при входной немного большей, пусть 20 бит). АЦП могущих заметно лучше 16бит - навалом.

А время измерения? Ведь чтобы настоящие 16 бит вытащить(и более) я так полагаю нужно несколько раз замерить и усреднить? Хотя для 16 бит скучно. Даже со скоростью 10 измерений в секунду там приемлимо будет. Для 24х веселее на недели. Ну или конечно использовать звуковуху и сделав несколько прогонов всё усреднить. Получится цап из дискрета который эмулирует звуковуху!
Или используется некий другой механизм подгонки? позволяющий не замерять все значения?

Нет такого параметра у ключа. Он выдаст или всосет ток ровно столько, сколько ему дадут, главное чтобы не расплавился. Зато есть сопротивление в 1 и в 0, оно как правило сильно разное, автор задавали сей вопрос ответ

Это и имел в виду, спасибо.

I have R as 4K99, 2R is then 10K0 with 3.01M parallel to adjust for driver impedance.

Вобщем, ничего непонятно. С какой точностью выполняется этот adjust? Для 24х то бит...



http://www.sonicillusions.co.uk/discrete_dac.htm

Много их. Но тут 16бит.

---------- Сообщение добавлено 12:17 ---------- Предыдущее сообщение было 12:14 ----------

Соб-но в вашем вопросе вся суть данной поделки, т.к. в ней именно разбросы и дрейфы сопротивлений ключей логики (а не резисторов) будут определять статическую линейность ХП.

Так это понятно... После того как внимательно ознакомишься с вопросом.
Вопрос задавал потому что был интересен, примерно, порядок этих величин, полагаю они сожрут значительную часть младших разрядов.

[Russ3000]

Ну с ключами теперь попроще, поставить половые транзисторы, у них открытых тысяные доли Ома.

[dortonyan]

Вопрос задавал потому что был интересен, примерно, порядок этих величин, полагаю они сожрут значительную часть младших разрядов.

Так а откуда мне знать порядок? Он вообще говоря зависит от сопротивлений резисторов матрицы: чем они больше, тем ниже вклад ключей в нелинейность ХП. Какие там резисторы я не искал. В принципе можно применить резисторы сопротивлением в несколько мегаом, сведя влияние влияние ключей почти к нулю, но появятся проблемы с шумом и помехами. Да и прецизионных резисторов таких номиналов еще поискать. А сопротивления и дрейф ключей логики можно прикинуть из соотв. даташита. Но кроме этого еще остается глитч, который практически не зависит от сопротивлений.
Я признаться и сам подумывал над аналогичной поделкой, но первые же прикидочные расчеты показывают полную нецелесообразность такой фигни. Интегральные ЦАП тупо лучше, проще и дешевле.

---------- Сообщение добавлено 11:30 ---------- Предыдущее сообщение было 11:26 ----------

Ну с ключами теперь попроще, поставить половые транзисторы, у них открытых тысяные доли Ома.

И какие при этом получаться габариты и глитч?
Ну нафига это извращение, если половые ключи вместе с ультрапрецизионными резисторами давно делаются на одном кристале, со всякими лазерными подгонками и тепловыми компенсациями, компенсациями глитча, да еще и недорого? Нет тут практического смысла, только аудиофилия.

[l3VGV]

Я признаться и сам подумывал над аналогичной поделкой

Полагаю, подумывали если не все то подавляющее большинство. А некоторые не смутились и довели до релиза... И даже не особо кривя душой - продают. Главное резисторы покрасивее поставить.

http://www.audiostream.com/content/totaldac-d1-dual-dac

10к евро, налетай аудифил!

[Openreel]

Получится цап из дискрета который эмулирует звуковуху!

Имел ввиду совсем другое, дискретный цап за копейку, не в звуковых цепях, где он преключается раз в час к примеру.

Или используется некий другой механизм подгонки? позволяющий не замерять все значения?

Конечно можно использовать. С точки зрения вероятности все биты дискретного цапа могут иметь одинаковый разброс. Но с точки зрения результата идеальными должны быть старшие, а младшие хоть 5%. Поэтому можно ограничится подгонкой старших бит при помощи младших. Это не лазрная подггонка, не отвертка, это чисто софтовая коррекция.

Вобщем, ничего непонятно. С какой точностью выполняется этот adjust?

С заданной. Не для индивидуальной подгонки, а для компенсации (типового) выходного сопротивления ключа.

[l3VGV]

Имел ввиду совсем другое, дискретный цап за копейку, не в звуковых цепях, где он преключается раз в час к примеру.

Давно делал такое... прямо на ноги МК.

Но с точки зрения результата идеальными должны быть старшие, а младшие хоть 5%. Поэтому можно ограничится подгонкой старших бит при помощи младших. Это не лазрная подггонка, не отвертка, это чисто софтовая коррекция.

Так! чем старше тем больше вероятность отклониться на величину более половины самого младшего. поэтому надо добавить ещё младших чтобы ими корректировать. собственно об этом и писал dortonyan.
Конечно в основной массе поделок этого нет. Аудифил не поймет подобного варварского вмешательства в битперфект. Другое дело резисторы по 10евро штука