Haciendo un DAC de escalera de resistencia R-2R puro con compensación ajustable

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Haciendo un DAC de escalera de resistencia R-2R puro con compensación ajustable

#1 de Andy aka (1 votos)
#2 de aiveng0 (0 votos)
#3 de Bob Larson (0 votos)

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Estoy buscando hacer un DAC para mi Arduino para poder generar valores que se extiendan casi completamente desde 0V hasta el suministro de 5V. Como no tendré acceso a ningún riel de +12 V o -12 V ni nada, me temo que no podré incorporar ningún amplificador operacional u otros componentes activos.

Afortunadamente, los DAC de la red de resistencias R-2R se ajustan a la perfección ...

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Afortunadamente, lo que estoy manejando tiene una alta impedancia de entrada, por lo que este circuito funciona muy bien para mis necesidades. Sin embargo, no necesito los voltajes más bajos en el rango, así que esperaba desarrollar una red de resistencias que tuviera un offset . Entonces, para una red de n bits, en lugar de obtener valores de 2 ^ n dentro de 0V-5V, tal vez podría obtener valores de 2 ^ n entre, digamos, 1V-5V.

Mientras buscaba en Google, encontré un fragmento invaluable en Wikipedia que decía: "No es necesario que cada" peldaño "de la escalera R-2R use los mismos valores de resistencia. Solo es necesario que el valor 2R coincida con el suma del valor R más la resistencia equivalente a Thévenin de los peldaños de menor importancia ". Entonces, pensé que podría agregar un pequeño divisor de voltaje para "levantar" el terreno que la red principal está viendo:

^{simular este circuito}

Debido a que la resistencia de Thevenin de la esquina inferior izquierda (las dos resistencias de 100 ohmios en el divisor de tensión más la resistencia de 150 ohmios) sigue siendo de 200 ohmios, todavía obtengo voltajes bastante lineales con valores binarios crecientes.

Sin embargo, este arreglo deja dos cosas que desear. Primero, se requiere que sepa, de antemano, cuánto de un ascensor querré. Sería bueno si pudiera tener un potenciómetro allí, en algún lugar, para poder marcar el elevador que quiera.

Segundo, hay un límite para la cantidad de sustentación que puedo obtener. Incluso si modifico el divisor de voltaje para que me suministre la alimentación completa de 5 V en el lado izquierdo del circuito, parece que la mayor elevación que puedo obtener es (5 V / 2 ^ n).

¿Alguien sabe de diferentes maneras de ajustar el circuito para resolver cualquiera de estos problemas?

resistors dac thevenin

pregunta Jemenake

3 respuestas

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score 1 · Answer 1

Ciertamente, puedes obtener amplificadores operacionales que funcionan bien en un riel de 5V pero ignorando esa parte de la pregunta y concentrándote en los dos puntos de 0V en el primer circuito, si estos estuvieran a 1 V, no habría ningún problema. Sin embargo, las salidas de la MCU (mostradas como interruptores conectados a 0 voltios o riel positivo) no se pueden separar de 0V.

Pero, si usas un grupo de interruptores analógicos (como básicamente dibujaste en el diagrama) esto funcionaría bien. Los dos puntos de puesta a tierra de forma triangular podrían conectarse a cualquier voltaje extremadamente bajo (como 2V o 1V) y el rango de su DAC se extendería desde el voltaje que elija para el "terreno" hasta el voltaje que elija para el otro suministro. los interruptores analógicos.

Hay partes adecuadas que funcionan a partir de 5 V y dan una impedancia muy baja para la capacidad de "on" y beyod-the-rails. Intentaré encontrar uno para recomendar.

Aquí hay un solo dispositivo (un octavo del camino) que hace SPDT pero estoy seguro de que con un poco de búsqueda se puede encontrar un dispositivo cuádruple (a mitad de camino): -

score 0 · Answer 2

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¿Intentaste simplemente levantar tu matriz R2R?

^{simular este circuito : esquema creado usando href="https://www.circuitlab.com/"> CircuitLab}

Disminuye y eleva el área de trabajo del DAC, y también disminuye el paso del DAC.

respondido por el aiveng0

score 0 · Answer 3

Estoy de acuerdo con el último colaborador, para introducir un nuevo msb para forzar el resto de los bits en la mitad superior o inferior.

Si desea ajustar hacia arriba una cantidad de sub-lsb, también puede jugar con la 2R a tierra (generalmente se muestra en el extremo izquierdo). Con esta conexión a tierra, el valor binario de entrada de cero da como resultado una salida de cero voltios y todos los resultados de una salida de Vref menos una lsb. Al elevar la resistencia 2R a Vref, una entrada binaria de todos los ceros da como resultado un lsb de voltaje y todos los de Vref en la salida. Se puede lograr cualquier cosa intermedia generando el punto izquierdo a través de un divisor de tensión entre Vref y tierra, siempre que la combinación paralela de las patas del divisor de tensión se mantenga en 2R. Por ejemplo, se obtendría medio lsb para 4R a tierra y 4R a Vref. Es como la resistencia 2R a tierra en el extremo izquierdo es la verdadera lsb.

Haciendo un DAC de escalera de resistencia R-2R puro con compensación ajustable

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