Форум РадиоКот

Кто подскажет наиболее изящное решение?
Мои расмышлизмы не идут дальше вот такой схемы:
1. Берём с одного ЦАПа полный выход.
2. Берём со втогого выход, поделенный на 256
3. Складываем напряжения на сумматоре на базе операционника.

Вроде бы, всё просто и очевидно. Загвоздка, однако, в делителе. Как построить достаточно точный делитель? Не набирать же батарею из 256 штук прецизионных резюков!

Хотелось бы каких-то свежих мыслей, или, может быть, примеров из букваря.
Может быть, есть решение, как ловчее можно сморозить прецизионный делитель на 256.
Или, возможно, есть какая-то хрестоматийная концепция объединения ЦАПов.
Тут сразу должен оговориться - имеющиеся в наличии ЦАПы не имеют внешнего входа опорного напряжения, поэтому просто каскадировать их не представляется возможным.

Загвоздка, однако, в делителе. Как построить достаточно точный делитель?

А если выход "точного" ЦАПа пропустить через операционник с коэффициентом усиления 1/256? (Правда их придется ставить 2 последовательно, у каждого будет КУ "отрицательный")

А на кой пес 256 резисторов? Достаточно двух. Т.е. обычный делитель. Рассчитать совершенно не проблема под любой коэффициент. Прецизионные резисторы бывают разных номиналов. После делителя повторитель на опере - и все!
Правда, я не знаю - может у вашего ЦАПа 128 выходов? Тогда, конечно - 256 резисторов, плюс сумматор - ой, мама!

Meteor писал(а):А если выход "точного" ЦАПа пропустить через операционник с коэффициентом усиления 1/256? (Правда их придется ставить 2 последовательно, у каждого будет КУ "отрицательный")

Ну так это же то же самое, что сделать резистивный делитель. Тут пять без резюков 1/256 не обойтись.

Meteor писал(а):А на кой пес 256 резисторов? Достаточно двух. Т.е. обычный делитель. Рассчитать совершенно не проблема под любой коэффициент.

Да конечно же, не проблема! Когда прецизионных резюков под руками как грязи. Любых номиналов. У нас в городе я нашёл только 1 номинал, 417 ом 0.1%. Думаю, на этом форуме нет таких людей, которым надо объяснять, как построить резистивный делитель напряжения! И что в принципе-то для этого достаточно двух сопротивлений!

Ну, встречаются и такие люди, которым нужно объяснять что такое делитель вообще.
Кроме того, далеко не каждый участник форума знаком с ситуацией о наличии радиоэлекронных компонентов в Великом Новгороде, а вы эту проблему сразу не обозначили, поэтому соответствующая реакция.
Но и в этой ситуации можно обойтись меньшей кровью, если сделать многоступенчатый делитель - каждая ступень делит на два. Понадобится всего 8 ступеней и 16 резисторов. Правда, погрешность будет накапливаться. Кроме того резисторы можно подобрать и из обычных - если есть измерительные приборы соответствующего класса. Только вот ваших требований по допустимой погрешности мы не знаем.

ПС Да, кстати, вы еще и не указали минимальное сопротивление нагрузки вашего ЦАПа.

Штабскапитан Овечкин писал(а):Ну так это же то же самое, что сделать резистивный делитель. Тут пять без резюков 1/256 не обойтись.

Ну это как подходить. Во всяком случае думаю найти три резистора, например 1 Ом, 240 Ом и 16 Ом проще. И сделать каскад с ними с КУ равным - 256. Не самый лучший способ - поставить "корректирующий" резистор.
На выходе ОУ будете иметь ослабленный сигнал в 256 раз

Штабскапитан Овечкин писал(а): Понадобится всего 8 ступеней и 16 резисторов.

Ну вот! Уже теплее. Ступенчатый делитель это уже мне, пожалуй, подойдёт. Я очень предусмотрительно закупил 40 штук вышеназванных прецизионных резюков. Батарею из 16 штук соорудить - не проблема.
Надо же, как просто всё оказалось. И чево это я сам не додумался?! Остановлюсь, пожалуй, на этом варианте.
Душевно благодарю за идею.
В пердыдущем посте выступил резковато и не совсем по делу. Каюсь.

Батарею из 16 штук соорудить - не проблема.

А не боитесь с такими погрешностями, набрать и исказить суммарное сопротивление за счет большой батареи?(На каждой точке будет не нулевое сопротивление и не приведи господи набегут ваши 0,417 Ом на пайках..)

gregor писал(а):Но и в этой ситуации можно обойтись меньшей кровью, если сделать многоступенчатый делитель - каждая ступень делит на два. Понадобится всего 8 ступеней и 16 резисторов.

Да? А нельзя ли схемку?
А то у меня меньше 23 одинаковых резистров никак для восьмиступенчатого делителя на 256 не получается.

gregor писал(а):Кроме того резисторы можно подобрать и из обычных - если есть измерительные приборы соответствующего класса

Эт врядли. «обычные» и дрейф (температурный и временной) имеют «обычный». Сегодня подобрали делитель, а завтра он уже и не такой.

И вообще из всей этой затеи врядли что-то выйдет.
Для того, чтобы вышло, ЦАП «грубо» (который не делится) должен иметь точность/линейность такую, чтобы в ЦАП-е «точно» был смысл. Т.е. все его погрешности плюс интегральная и дифференциальная нелинейности должны быть на уровне, меньшем 1/256 единицы младшего разряда. Иначе у результата дифференциальная нелинейность будет больше едииницы ожидаемого 16-битного результата (т.е он будет немонотонный!). Скорее всего — до сотни единиц. На границах переключения ЦАП-а «грубо»).

«не верю»™. Шары на шару не бывает, шару нужно заработать.

Штабскапитан Овечкин, каковы нелинейности у этих ЦАП-ов?

Осторожно поверил бы в 12-разрядный, сделанный из двух 8-разрядных таким образом:
ЦАП «точно» делится на 16.
В ПЗУ того, что будет выдавать коды, создаётся таблица из 4К 16-разрядных слов, в которых записана калибровка этих двух ЦАП-ов. Чтобы ЦАП «точно» выбирал нелинейность ЦАП-а «грубо» и добавлял ещё 4 бита разрешения.
И то неизвестно, как это себя с температурой и во времени поведёт. Особенно если у каждого ЦАП-а опорник свой внутренний и дрейфует по-своему.

p.s. Делитель_не_на_2 из одинаковых резисторов из одной коробки имеет смысл. Одинаковые резисторы, прошедшие вместе технологический цикл, разницу между собой имеют гораздо меньшую, чем их отклонение от номинала. И температурные дрейфы у них близки, дрейфовать будут вместе.
В результате делитель на 5 лучше сделать из 4 одинаковых резисторов — двух последовательно в верхнем плече и двух параллельно в нижнем.

Делал когда-то такой узел на двух AD5300. Поделил обычными 1% резисторами и поставил СП5-2 в подгонку. Далее по схеме ОУ. В тестовой программе дал пилу и подгоночным резистором по осцилу ее выровнял. До сих пор работает. Уже лет пять,наверное. Никто не жаловался на температурную нестабильность и нелинейность.
Кстати, на AD5300 в pdf есть рекомендованная схема подключения для увеличения разрядности. В ней принципиальная ошибка. А ну, специалисты по DACам, скажите, почему так нельзя делать? Точнее, можно, только работать как надо не сможет. Я полдня убил, пока понял, в чем меня писатели pdf обманули. Часть потерянных волос на моей лысине на их совести. Пришлось дорожки резать...

Таки в чём же тут засада, раскройте глаза. Я сколько голову ни ломал, не могу в этой схеме увидеть никакого косяка. Возможно, если бы до дела дошло, на живом материале оно бы вылезло наружу. Но я, каюсь, бросил эту затею со спариванием ЦАПов. Взял один 16-битный и на этом успокоился. Пришлось, правда, подождать недельку, пока привезут из Москвы.

ЗЫ: У меня, к стати, именно этот ЦАП и был в руках первоначально. И схему эту я в дадашите, конечно, видел. Однако, не хотелось терять один разряд. Потому и начал колдовать.

ЗЗЫ: Немножко наврал. Жаба, конечно, душила - терять один разряд. Однако, главное - мне надо сделать ослабление входного сигнала амплитудой 1.8 вольта от 0 до 80 дб. По такой схеме пришлось бы ставить на выходе точный делитель и модулировать полученное после него напряжение входным сигналом. Это уже просто совсем уродливо получается.

Вообще - вот же гады, эти буржуи!!! На кой хрен надо было опорное объединять с питаловом внутри чипа?! Ног же хватает за глаза и за уши! Вот уж тогда бы никакой проблемы не было с каскадированием - хоть десяток друг за другом ставь (утрирую, конечно). Вот что за зуд такой - сделать хорошую вещь и самим же испакостить!

eufs писал(а):скажите, почему так нельзя делать? Точнее, можно, только работать как надо не сможет. Я полдня убил, пока понял, в чем меня писатели pdf обманули. Часть потерянных волос на моей лысине на их совести. Пришлось дорожки резать...

Похоже в том, что "точный" ЦАП имеет в качесте опоры выход "грубого" ЦАПа.
Предположим что ЦАП имеет 8 бит. Первый формирует 2,5В в качесте опоры. Второй будет иметь разрешение 2,5/255 ~0,01 В. Что может является заявлеными разрешением 15 бит. Но при большем опорном - разрешение сразу же падает (точнее ступенька растет)

N1 и N2 числа в ЦАП. Vref1 = Vdd.
На выходе верхнего ЦАП напряжение формируется из формулы Vout1=(N1/256)*Vdd.
Выходное напряжение первого является опорным для второго, тогда Vout2=(N2/256)*((N1/256)*Vdd) Все так?
Теперь внимание!
16 битное число для загрузки в ЦАП можно представить в виде N1*256+N2 или N1+N2/256, то есть СУММА. Именно для того,чтобы это получилась надо делить выходное напряжение младшей части на 256 и СУММИРОВАТЬ с выходным напряжением старшей части. Именно для этого ТС искал прецизионные делители.
А в формуле для приведенной схемы они участвуют в виде ПРОИЗВЕДЕНИЯ. Если таким образом соединять ЦАПы, то никаких 15бит мы не получим, потому как не все числа можно разложить на простые множители.
Можете проверить:
Я хочу получить на выходе напряжение 0.103V. Если питание 5В, тогда 0.103/(5/65536)=1350 или 0х546

В случае с правильным ЦАП я пишу в старшую часть High(1350)=0x5 И в младшую часть low(1350)=0x46=70
Тогда получается: 5*(5/256)+(70*5/256)/256=0.098+1.367/256=0.098+0.005=0.103 и это правильно!

А в случае с ЦАПом на рисунке: (упустим на время, что AD5300 не работает меньше чем 2.5В)
тогда попробуйте подставить числа в приведенную для этой схемы формулу. Что будет на выходе? Между коэфициентами стоит ПРОИЗВЕДЕНИЕ, а не СУММА.

eufs писал(а):подгоночным резистором по осцилу ее выровнял
...
Никто не жаловался на температурную нестабильность и нелинейность.

Вы по осциллографу выставили линейность результирующего 16-битного ЦАП ? На всех 255 переходах старшего без немонотонности? Глядя на график typ. DNL plot этого AD5300 что-то не верится.

Ну а «никто не жалуется» — так если тоже осциллографом смотрят...

По графику DNL почти не превышает 0.1 от единицы младшего разряда. Конечно, это для такого применения не супер. На всем интервале, ясное дело, проверить по осциллографу не возможности. Выставлял в середине характеристики преобразования, прекрасно все видно. Потом проверил в начале и в конце, претензий не нашел.
Совместное применение ЦАПов для увеличения разрядности не лучший вариант, просто на тот момент они у меня были. К тому же, не скрою, что в том устройстве и не требовалось именно 16 бит. Просто 8 было мало, а раз поставил 2 ЦАПа, сделал 16.

eufs писал(а):По графику DNL почти не превышает 0.1 от единицы младшего разряда. Конечно, это для такого применения не супер.

(На тех графиках «типовая при комнатной температуре редко превышает». Около 0.05 -- встречается довольно много, и это опять таки типовая величина)
«так отож»™
0.1 единицы младшего разряда дифференциальной нелинейности старшего ЦАПа это 0.1*256, т.е. двадцать пять ЕМР младшего ЦАП-а, такова будет дифф. нелинейность (это уже огромная немонотонность) результирующего составного.
Интегральная нелинейность (которую по осциллографу и не проверить) будет до тысяч ЕМР составного.
Именно эти числа я и имел ввиду, когда говорил, что осторожно поверил бы в 12-битный.

eufs писал(а):К тому же, не скрою, что в том устройстве и не требовалось именно 16 бит. Просто 8 было мало, а раз поставил 2 ЦАПа, сделал 16.

(Так потому и не жаловались на нелинейность и нестабильность )
Так с этого и надо было начинать и не давать надежду на то, что из двух 8-юитных можно получить 16-битный.
Просто номинально вышло 16 бит, которые всё равно посылать в SPI.
Но с тем же успехом можно померять линейкой с санитметровыми делениями стороны прямоугольника, вбить в электронную таблицу формулу для диагонали и радоваться всем разрядам результата, которые табличка покажет.

Я никому не давал надежду, я написал, что я делал такую схему. Это выход из положения, тем не менее в таком виде оно работоспособно, не на 16 бит, согласен. Но если ЦАПы поточнее и по-стабильнее этот метод имеет право на существование.

Ну я так таки и не вкурил - какая же в итоге получилась схема? И сколько разрядов? Все 16?

Я соединил два ЦАПа и программировал их как 16 разрядов. Отрегулировал с той точностью, какой мог. Проверил как мог. Меня устраивало. 16 или не 16 это зависит от регулировки и точности самих микросхем. Если первое нам подвластно, то второе нет. Если применить прецизионные, возможно, будет 16. Как справедливо заметил avreal, по документации на AD5300, они к таковым не относятся.