Supongamos que queremos una señal de control de +/- 10v, donde 0x0 (a DAC) = -10v y 0xFFF = + 10v.
En primer lugar, ¿cómo modificamos la señal para que podamos tener un voltaje negativo, dependiendo de la entrada DAC?
En segundo lugar, ¿cómo podemos escalar la señal para que se ajuste dentro del rango de -10 a +10?
una solución sencilla sería utilizar un opamp configurado como un amplificador de diferencia.
Hay un montón de buen material en la web al respecto. Aquí hay uno: enlace
Digamos que su DAC genera 0V a 2.048V para el código 0x000 al código 0xFFF (bastante común) y desea un cambio de +/- 10 voltios. Por lo tanto, la ganancia que desea es de 20 voltios / 2.048V = 9.77
El circuito está abajo. Así que solo necesitas R3 que sea mucho más grande que R1.
El truco es hacer referencia una vez al lado de la entrada al "punto intermedio" de su rango de salida DAC. Así que aquí, estoy haciendo referencia a 1.024V. De esta manera, el amplificador ve una diferencia (V_R2 - V_R1) en sus entradas de -1.024V en el código 0x000, y + 1.024V en el código 0xFFF. Luego, el opamp aplica la ganancia de 9.77 a esa diferencia y, voila, obtienes tu swing de salida de -10V a + 10V.
Para la referencia de voltaje, simplemente realice una búsqueda en Mouser o Digikey. Encontrará una tonelada por ahí que emite buenos valores "binarios" como 1.024V y 2.048V.
La configuración del amplificador de diferencia es super útil. Espero que ayude, -Vince
Comience con un divisor potencial que asigne el punto medio de salida DAC a 0V. Si la tensión del punto medio del DAC es de +1.25 voltios, entonces una tensión de referencia de -1.25 y dos resistencias de 1kohm producirán 0V para la salida reasignada en la unión de las resistencias.
Ahora, si el DAC produjo 0V en su salida, la salida reasignada sería de -0.625 voltios. Si el DAC produjo los 2.5 voltios completos, la salida reasignada sería de +0.625 voltios.
Entonces, una salida DAC de 0 a 2,5 voltios se asigna a -0,625 voltios a +0,625 voltios utilizando dos resistencias de 1 kohm y un voltaje negativo de 1,25 voltios. A continuación, amplifique ese voltaje remapeado usando un amplificador no inversor para convertir +/- 0.625 voltios a +/- 10 voltios y tendrá su solución (ganancia = 16).
Como con cualquier solución a esto, el amplificador operacional necesitará fuentes de alimentación un poco mayores que +/- 10V pero esto depende del op-amp. Los suministros de +/- 15 voltios serían bastante estándar.
Use una referencia de derivación de precisión para generar -1.25 voltios.
Una forma perfectamente sencilla de resolver el problema es elegir un DAC como el DAC0800, aunque este es un DAC de 8 bits, y ha especificado valores de salida de 12 bits. Mirando la hoja de datos , la Figura 23 le da el circuito que desea
Tenga en cuenta que R1, R3 y R4 deben tener resistencias de 0.1%. Puede utilizar tolerancias más bajas, pero sus niveles de salida DAC no se definirán a 1 lsb. (1/256) = 0.4%) Y si va a un DAC de 12 bits, simplemente debe comprar uno con salida de voltaje. Si insiste en usar un DAC tipo DAC0800 con 12 bits, las tolerancias de su resistencia deben ser de 0.025%, desde 1/4096 = .000244. Personalmente, me gustaría comprar un DAC con salidas de voltaje, pero es su elección.
Las entradas digitales al DAC0800 no se muestran, pero son necesarias.
La aplicación de una diferencia en el voltaje del punto medio desplaza el desplazamiento por separado del ajuste de ganancia. Esto se hace al invertir la entrada a escala reducida invirtiendo la ganancia a Vref.
Esto permite cualquier desplazamiento de polar a bipolar. Para mayor precisión, ambos deben ser separados y ajustables o autocalibrados con una precisión Vref.
Lea otras preguntas en las etiquetas voltage microcontroller signal dac