Je nach Datenquelle eigent sich diese Schaltung für die Wiedergabe in CD-Qualität! Dann sollte der Schaltkreis mit einem extra Festspannungsregler mit 8 V versorgt werden.
Hier wird der Ausgang nicht im Kurzschluss mit der Referenzspannung wie im Datenblatt beschrieben betrieben, sondern an einem Lastwiderstand. Es wird kein OPV benötigt!
Man sieht, dass man mit dem Programmierwiderstand Rbias den Quellstrom Ibias einstellt. Intern wird dies sicherlich über eine sog. Stromspiegelschaltung mit pnp-Transistoren realisiert. Die Stromstärkeverhältnisse werden über die wirksamen Emitterflächen eingestellt, angedeutet durch die Doppel-Emitter. Genauso gut kann man sich zwei Transistoren parallel geschaltet denken.
Als ein typischer Vertreter der integrierten Analogschaltungstechnik funktioniert der Stromspiegel nur in integrierten Schaltungen! (Nicht nachbauen!)
Dass sich der Programmierwiderstand am Referenzspannungsausgang befindet ist nur eine trickreiche Art, Pins einzusparen.
Die beiden Ausgänge sind normalerweise Stromsenken.
Mit einem Programmierwiderstand von Uref
(Referenzspannung von 2,2 V, Pin 7) nach Masse kann man an den Ausgängen
eine Stromquelle hinzufügen und so die Ausgangsspannung auf ein
mittleres Potenzial von 2,8 V hochziehen.
Also braucht man einen Ruhe-Biasstrom von
3,8 V / 760 W = 5 mA, einen Programmierwiderstand
Rbias = 2,2 V / 2,5 mA = 880 W.
Betriebsspannung | UB | 5 V | 8 V |
---|---|---|---|
maximaler Hub | ΔUDAU | 2 V (± 1 V) | 5 V (± 2,5 V) |
Ausgangsspannungsbereich | UDAU | 1,8 .. 2,8 .. 3,8 V | 1,8 .. 4,3 .. 6,8 V |
Arbeitswiderstand | RL | 755 Ω | 1,88 kΩ |
Stromeinstellwiderstand | Rbias | 880 Ω | 1,22 kΩ |
Ausgangsstrom (in RL) | IL | 2,4 .. 5 mA | 0,96 .. 3,6 mA |
Sicherlich ist diese Stromprogrammierung nicht sonderlich langzeitstabil und auch nicht kanalgleich, was den Einsatz in DC-Schaltungen weiter unten erschwert.
In allen anderen Fällen benutzt und dimensioniert man einen I/U-Wandler.
Bei der Ausgabe einer Gleichspannung würde man normalerweise eine Potenzialversatzstufe verwenden. So etwas tut man aber nicht, wenn man eine Stromquelle hat! (= Vorteil des Stromquellen-Ausgangs)
Der Strom in den I/U-Wandler ist theoretisch Null beim Kode 8000h und –2,3 mA
beim Kodewort 7FFFh.
Daher kommt es am Ausgang nur zu höheren Spannungen als Uref.
Die maximale Aussteuerfähigkeit des OPV ist dabei zu beachten.
Will man kleinere Spannungen, ist ein positiver Konstantstrom in den Eingang
des I/U-Wandlers einzuspeisen.
Im einfachsten Fall mit je einem Festwiderstand von UDD,
denn die Spannung ist ja konstant.
(Dies ist auch der Weg der Kalibrierung, oder für unterschiedliche Bereiche
für die beiden Ausgänge.)
Genau dafür ist der Programmierwiderstand Rbias zuständig und
nutzbar!
Zur Nullpunktkalibrierung (Offsetkalibrierung) sollte Rbias
einstellbar sein.
Es kann jedoch nur auf einen der beiden Kanäle kalibriert werden.
Müssen beide Kanäle offset-kalibriert werden, sind Einstellpotenziometer
zwischen Eingang des I/U-Wandlers und UDD oder besser
Masse vorzusehen.
Noch besser ist softwaremäßige Offsetkalibrierung.
Sollen die Betriebsspannungen erreicht werden, müssen ausgangsseitig sog. Rail-To-Rail-OPVs eingesetzt werden, beispielsweise LMV358.
Das sieht jedoch m. E. nicht sehr empfehlenswert aus, da aufwändig.
Je nach Beschaltung am Potenzialversatz steigt oder sinkt die
Ausgangsspannung mit steigenden Kodewörtern.
Nützlich zu wissen: Man muss nicht alle Bits senden; braucht man nur einen
8-bit-DAU, schickt man dem Schaltkreis einfach nur 8 statt 16 Bits.
Zu viele gesendete Bits werden vom IC ignoriert.
Man kommt nicht umhin, stets beide Kanäle zu aktualisieren,
auch wenn sich nur an einem etwas ändert.
Beide Analogwerte erscheinen einen BCK-Takt nach der fallenden
WS-Flanke, also gleichzeitig.
Für massive oder exakt zeitgleiche Datenübertragung bietet es sich an, die Taktleitungen BCK und WS zu verbinden und die Daten von je einem Pin des Mikrocontrollers liefern zu lassen. Das erfordert etwas Bitschaufelei in der Firmware.
Bei geringerem Datenaufkommen erscheint es leichter, die Taktleitung BCK einzeln heranzuführen und die Leitungen DATA und WS parallel zu schalten. Will man das SPI doch benutzen, muss man einen Demultiplexer oder Dekoder einsetzen. Diese Verschaltung erlaubt außerdem unterschiedliche Aktualisierungsraten der D/A-Umsetzer.
8051 | ATmega | ... |
---|---|---|
ADC2USB.A51 ab Label T0ISR trotz Ping-Pong-Verfahren für 48 kSa/s,
allerdings nur einkanalig. | steht noch aus | ??? |