Правильный R-2R цап на АВР

[VannO)))]

Решил я сделать R-2R цап на авр(мега16), вдохновляясь соответствующей статейкой на easyelectronics(гугл - "easyelectronics r2r цап", первый результат). Бит эдак на 8. В статье-первоисточнике всё выглядит очень просто - мк+резисторы+буфер и опля! Есть цап, быстрый, паралельный. С замашками на 9-10 бит точности.
Но меня терзают смутные сомнения по поводу точности напряжения на выходе порта МК. В даташите(стр. 293) приведены уровни для высокого и низкого выходных уровней в зависимости от напряжения питания при фиксированном токе(мин. значения для "1" и макс. значение для "0"). И всё.
Так вот, вопрос - какова зашумленность этого напряжения? Одинаково ли оно для всех пинов у каждого порта или принимает случайное значение в пределах 0...0,7 и 4,2...Uпит для "0" и "1" соответственно? Зависит ли всё это от загрузки процессора, температуры, фазы луны?
Если дела тут плохи или нет информации, то надо городить буфер...

[Flasher]

1. Необходимо хорошо стабилизировать питание процессора.
2. Исключить возможность потребления нагрузками импульсных токов.
3. Выбрать точные резисторы не хуже 1 %.
4. Сопротивление резисторов выбрать не слишком малым (иначе влияет сопротивление открытых каналов ключей) и не слишком большим (будут влиять различные емкости и токи утечек заодно сильнее оказывает влияние характер нагрузок). Оптимально в районе нескольких килоом.
5. На выход влепить ФНЧ. С одной стороны будет сглаживать коммутационные выбросы, с другой- ограничивать АЧХ.
6. Поставить повторитель на ОУ.
7. Радоваться цацке.
Получится не слишком линейный, громоздкий ЦАП с выходным напряжением, зависящим от конкретного типа процессора.
Если устроит-делайте. Напряжение "1" на всех битах одного порта примерно одинаково.

[VannO)))]

Спасибо за ответ. А что если использовать буфер в виде 8ми Д-триггеров, с отдельным питанием? Тут два момента которые, как по мне, могут уменьшить шумы - отдельное питание это раз, меньшее количество элементов(в смысле, внутри самой ИМС) и протекающих внутри камня процессов, это два.

[Flasher]

... и большее сопротивление выходных ключей. 8 бит при весьма посредственных характеристиках-вот удел R-2R

[VannO)))]

... и большее сопротивление выходных ключей

-это, как я понимаю, минус? Большее выходное сопротивление ключей приведёт к большему падению напряжения на самом ключе, что в свою очередь повлечёт ухудшение параметров схемы? Иными словами, лучше такой буфер не ставить?

[Flasher]

Глобально по-фигу... Все равно конфетки не получится. Если устраивает нелинейность до 5%, то флаг в руки. Правда, нормировать что-либо будет тяжко.

[VannO)))]

Я понимаю, что конфетки не видать. Весь этот онанизм и ролевые игры(а давайте представим, что в этом мире не существует нормальных цапов) чисто для развлечения и дабы узнать что-то новое.
Но всё же. Если, выражаясь фигурально, этот цап не конфетка а ведро с помоями то что произойдёт с количеством помоев? Станет меньше(буфер помог), ничего не изменится(немного уменьшит шумы мк, но и сам пошумит - в итоге то же самое), или помои польються через край?

[Flasher]

Шумы тут мало будут на что-то влиять. Коммутационные всплески в любом случае будут. А вот что лучше- зависит исключительно от особенностей построения выходов. Насколько различное у них напряжение "0" и "1", какие именно значения напряжений соответствуют уровням, сопротивление каналов ключей и их разброс. Поле для экспериментов открыто. Но не думаю, что результат будет изменяться в ту или иную сторону больше чем на несколько процентов.

[Kavka]

Где-то встречал расчёты про погрешности таких ЦАПов. И если мне не изменяет память, то в случае в 1% резисторами там не то что нелинейность, а уже немонотонность может появиться, то-ли при 5,то ли при 6 битах. Т.е. без тщательного отбора резисторов про большую разрядность можно забыть. И эти расчёты, опять же, если мне не изменяет память, не учитывали внутреннее сопротивление выходов, а ведь через разные выходы на R-2R матрицу будет теч разный ток, со всеми вытекающими последствиями.

Где-то встречал, что в микросхемах ЦАП управляющие транзисторы (выходы на r-2r матрицу) на разные разряды делают разного размера, чтобы скомпенсировать падение напряжения при разных токах.

[YS]

Кратко.

1. Для R-2R восемь бит - предел. Больше делать смысла нет.

2. На восьми битах все еще достаточно неплохо, если нет совсем специальных требований к точности. Сам делал, на осцилле на глаз синус совершенно ровный.

3. При восьмибитной точности точность выходного напряжения МК/буфера, в общем, пофиг. Все будет ОК в заявленных пределах.

4. Цифровой буфер (например, на 74HC595) имеет смысл вводить чисто для удобства - меньше ножек для управления. Аналоговый буфер на выходе - обязателен, ФНЧ желателен для применений, похожих на звук.

[Ser60]

Я делал раньше резисторный ЦАП на МК и R/2R натрице Bourns серии 4310R, где точность сопротивлений гарантируется 2% (и имеются модели с гарантируемой точностью 1%). Немонотонности не наблюдалось, нелинейность не измерял.

[VOUT]

Товарищи, форумчане !
Простите за странный вопрос, но всё же.

Если собрать 8-ми битный ЦАП на R-2R, то напряжение на выходе
Uвых=Uпит * (1 * 1/2 + 0 * 1/4 + 0 *1/8+ 1*1/16 +0*1/32+1*1/64+0*1/128+1*1/256) ? (это правда?)
Чему равно сопротивление такого R-2R ЦАПа ?



Сюда перенес.

aen

[Ser60]

Правда. Насчет остального см. здесь:
http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=20&t=67700

[VOUT]

Ser60, спасибо,

[VOUT]

...
6. Поставить повторитель на ОУ.
...

Интересная это тема R-2R ЦАП. Я видел где-то раньше, что на выходе после этого ЦАПа ставили ОУ, а за ним транзистор.
Но, кажется есть противоречие.. R-2R ЦАПом мы устанавливаем желаемое напряжение (по сути), а ОУ увеличивает это напряжение.
Или я не правильно понимаю ?!

[ploop]

ОУ увеличивает это напряжение. Или я не правильно понимаю ?!

ОУ нужен для уменьшения выходного сопротивления. По простому - чтобы нагрузка не влияла на цепи. А уж надо увеличить или уменьшить напряжение - зависит от коэффициента усиления ОУ. Его можно сделать как равным единице (напряжение на выходе не изменится), так и больше или меньше единицы.

[Goldsmith]

кажется есть противоречие.. R-2R ЦАПом мы устанавливаем желаемое напряжение (по сути), а ОУ увеличивает это напряжение.

Не всегда.

Например, в некогда популярных ЦАП 572ПА1 и ПА2 матрица R-2R использовалась для преобразования кода в выходной ток, а не напряжение. В этом случае ОУ используется для преобразования выходного тока ЦАП в напряжение.

[clawham]

По поводу Подписи

Любой дурак может писать код. Настоящий профессионал - это тот, кто способен постоянно создавать продукт высокого качества, укладываясь при этом в бюджет.
J. Ganssle

не высокого качества а достаточного.....как сейчас и делают:)

по поводу р-2р
я делал звук на меге 103 для тира....3 канала

резисторы 10%

после цапа - операционник 358 с двуполярным питанием(делал через конденсаторный умножитель), его выход на резистивный делитель(громкость канала - подстроечник) а с подстроечника на фильтр 3 порядка

фильтр баттерворта расчитывал программкой прикрепленной...для частоты втрое ниже частоты обновления

от звука заказчик в восторге....ни свиста ни треска ни искажений супер-пупер заметных нету.....ну... правда там и звук....выстрелы и мессаги из контерстрайка

[Goldsmith]

не высокого качества а достаточного.....как сейчас и делают:)

Об этом как раз и говорит первое предложение цитаты:

Любой дурак может писать код.

Для профессионалов уровня Джека "достаточное" качество - это как "осетрина второй свежести". Свежесть бывает лишь одна - первая, она же последняя. К качеству относится то же самое - оно либо есть (высокое), либо его нет. Но это предмет отдельного разговора.

правда там и звук....выстрелы и мессаги из контерстрайка

Для подобных приложений во времена, когда цены на multimedia кусались, хорошо себя зарекомендовали клоны Covox'а производства доморощенных кулибиных, дешево и сердито.