Hallo, ich stehe momentan etwas auf dem Schlauch: Habe an einem Atmega162 ein R2R Netzwerk, wie in http://www.mikrocontroller.net/articles/DA-Wandler beschrieben. Ich verwende 10K Metallschichtwiderstände 1% und das Oszibild ist sogar ohne Tiefpaß sehr ordentlich. VCC für den Atmega sind 3,3V. Ich möchte nun das R2R Ausgangssignal für einen TDA7052 spannungsmäßig anpassen, da der nur bis zu 100mV verträgt. In obigem Artikel steht: >>Die Ausgangsspannung ist vom Lastwiderstand RL abhaengig ....... Ich habe das java Applet von Thorsten Brischalle genommen http://aaabbb.de/JDAC/DAC_R2R_network_calculation.html Und mit einem RL von 1K käme ich eigentlich bis 50mV, was recht optimal wäre. Am Oszi, mit dem ich das Signal hinter RL abgreife sehe ich aber: Max: 1.53V Min: -1.88V PEAK to PEAK 3.38 V Habe alle Beiträge zum R2R Thema sowie DAC Artikel gelesen, bekomme aber keine befriedigende Lösung. Ich würde mich freuen, wenn mir jemand einen Tipp geben könnte Gruß Thomas
>Habe an einem Atmega162 ein R2R Netzwerk, wie in > >http://www.mikrocontroller.net/articles/DA-Wandler > >beschrieben. Hhm, ist da nicht ein R zuviel? >Und mit einem RL von 1K käme ich eigentlich bis 50mV, was recht optimal >wäre. Was gibst du denn in den Java-Rechner ein? Ich erhalte etwas völlig anderes. >Max: 1.53V >Min: -1.88V >PEAK to PEAK 3.38 V Wieso bekommst du etwas Negatives?? >Ich würde mich freuen, wenn mir jemand einen Tipp geben könnte Zeig uns mal deine genaue Schaltung. So wird das nichts!
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Vielen Dank für die Antwort. Habe mal die Schaltung zusammengestellt. Und die Berechnung übers Applet von Thorsten Brischalle auch. In der Originalschaltung sind noch weitere Komponenten enthalten, wie LEDs und ein Empfänger-IC (RMCM01 von POLAR)der beim Übersteuerten TDA5072 nichts mehr emfängt. Er gibt das Steuersignal für das DDS Signal. Ist übrigends mein erstes Projekt, bin also Anfänger und tue ich mit den Grundlagen der E-Technik noch etwas schwer. Gruß Thomas
Ohmsches Gesetz: Dein DAC hat einen Innenwiderstand von 5k und liefert 3,3V. Um nun 100mV zu erreichen schaltet man einen Widerstand von: 5k / (3,3 - 0,1) * 0,1 = 156R nach GND und nicht nach VCC. Mit dem Widerstand gegen VCC holst Du Dir nämlich prima alle Störungen auf VCC rein, das kann sogar ne Rückkopplung geben. Die 6k in Reihe sind überflüssig. Peter
@peda
vielen Dank! Werde es so machen.
>Die 6k in Reihe sind überflüssig.
Was meintest Du damit? Ich seh keine 6K in Reihe. Oder meintest Du
nochmal den R auf VCC?
Gruß
Thomas
@peda Vielen Dank. Da hatte ich beim Schaltplan Mist gebaut, im Aufbau ist das letzte Paar 10K nicht enthalten. Ich würde gerne Deine Rechnung verstehen: Nach welcher Formel kommst Du auf den DAC Innenwiederstand von 5k ? Ohmsches Gesetz, R=U/I kannte ich. aber 5K / (3,3-0,1)*0,1 = 156,25 kann ich rechnen, aber nicht direkt nachvollziehen, wo ist denn in der Rechnung "I" ? Gruß Thomas
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Hallo, habe jetzt das R2R Netzwerk geändert und wollte an K1 erstmal das Signal abgreifen. Da kommt aber etwas recht zappeliges raus, was nicht mehr viel Ähnlichkeit mit dem ursprünglichen Sinussignal hat. Muss ich itdiesem instabilen Signal leben, oder habe ich wieder irgendwo Bockmist gebaut? Gruß Thomas
Wie kommt denn dein Oszibildchen zustande? Außerdem solltest du erst mal nicht im AC-Bereich messen.
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@Elena Habe nochmal 2 Bildchen angehängt. Zustande kommt Bild "150 Ohm-02" indem ich das Signal wie aus dsem letzten Schaltplan ersichtlich an Pin X1 gegen GND abgenommen habe. Wenn ich den Pfad mit dem C5 (0,1µF an GND) verbinde, ist das Bild noch gruseliger! Wenn ich den 150 Ohm rausnehme und nur das DAC am Ende des letzten 10K Paar messe, gegen GND, dann erhalte ich ein sauberes Sinussignal s. Bild "R2R pur", hier dann allerdings nach Deinem posting im DC Bereich. Bin nun ziemlich ratlos, was ich da machen soll. Das Geräusch, was der TDA7052 mit dem "150 Ohm auf GND" Signal am Eingang macht, ist traurig;-(( Gruß Thomas
Es könnte entweder an deinem Aufbau liegen (schlecht verlegte Masseverbindungen) oder an deiner Messmethode (Ist das ein Soundkartenoszilloskop?), sprich: Du musst die "Masseklemme" vom Oszilloskop nicht einfach irgendwo anschließen, sondern direkt am 150R Widerstand.
Hast du den TDA7052 oder TDA7052A? >Bin nun ziemlich ratlos, was ich da machen soll. Das Geräusch, was der >TDA7052 mit dem "150 Ohm auf GND" Signal am Eingang macht, ist >traurig;-(( Hhm, du mußt irgendetwas falsch gemacht haben. Die Schaltung müßte funktionieren. Schau dir noch mal deine Masseführung an. Kannst du uns ein Layout zeigen? C3 ist übrigens im Schaltplan verpolt! >Es könnte entweder an deinem Aufbau liegen (schlecht verlegte >Masseverbindungen)... Sieht das nicht aus wie eine überlagerte HF-Schwingung? Schwingt das Teil? Hast du den Cap direkt über den TDA7052-Pins?
Hab ich auch schon überlegt. Die monolithischen Verstärker ICs schwingen ja schon mal gerne, so wie ich das hier öfter mal lese. Allerdings nur, wenn man die Design-Feinheiten nicht beachtet (Sternförmige Masse am Chip, Abblockung und sowas). Die Störungen könnten dann über Masse, VCC oder anders eingekoppelt sein.
>Die Störungen könnten dann über Masse, VCC oder anders eingekoppelt >sein. Genau. Irgendein Massemurks...
@simon ich habe ein velleman oszilloskop, ist kein soundkartenoszi. Die Sache mit der Masse habe ich definitiv nicht gewußt!. Habe halt gedacht, Masse ist überall da wo GND dran ist ;-(( So ist das, wenn man unbeschwert von Ausbildung und Grundlagenkenntnisse an die Sache rangeht........ @elena habe den TDA7052 verwendet. Massemurks ist da mit Sicherheit drin, da ich das Ganze erstmal auf einem Steckbrett aufgebaut habe. Das R2R habe ich auf eine gesonderte Lochrasterplatine gelötet, um sie sowohl beim Steckbrett, als auch am STK500 einsetzen zu können. Somit kommen sehr lange Massewege zustande. C5 ist doch bipolar, wie kann man den verpolen? den Kerko mit0,1µF und den Elko mit 220µF (richtigrum)habe ich direkt an den TDA7052 gesteckt, mit ungekürzten Anschlußdrähten....... >Allerdings nur, >wenn man die Design-Feinheiten nicht beachtet (Sternförmige Masse am >Chip, Abblockung und sowas). Könnte Ihr mir einen Tipp oder ein Link geben, wo ich diese Feinheiten lernen kann? Gruß Thomas Gruß
>C5 ist doch bipolar, wie kann man den verpolen? Ich habe C3 gemeint, nicht C5. >Könnte Ihr mir einen Tipp oder ein Link geben, wo ich diese Feinheiten >lernen kann? Das ist garnicht so schwer: Ein guter Massebezugspunkt für die digitale Sektion, also µC und R2R-Leiter, ist der Massepin des µC. Der Masseanschluß des untersten 10k Widerstands der R2R-Leiter und der Masseanschluß des 150R Widerstands wird mit diesem Punkt verbunden. Auch der Entkoppelkondensator des µC wird mit diesem Pin verbunden. (Äh, hast du da überhaupt einen Entkoppelkondensator über dem µC??) Dort entsteht damit ein sternförmiger, lokaler Massepunkt. Alle Bauteile der R2R-Leiter müssen mit kürzesten Verbindungen mit den µC-Ausgängen bzw. dem Massepunkt verbunden sein, weil diese Bauteile von schnellen Schaltflanken durchströmt werden und enorme Störungen machen können. Das gleiche beim TDA7052: Auch dort erzeugst du einen sternförmigen, lokalen Massepunkt, und zwar ebenfalls am Massepin des Chips. Dorthin verbindest du den Masseanschluß des Entkoppelkondensators und alle anderen Masseverbindungen dieses Chips. Jetzt verbindest du diese beiden sternförmigen, lokalen Massepunkte über eine kurze Leitung miteinander. Bei den jeweiligen Entkoppelkondensatoren des µC und des TDA7052 verbindest du den positiven Anschluß jeweils direkt mit dem "+" Pin des Chips. Jeder Chip hat also einen eigenen Entkoppelkondensator, der direkt und mit kürzesten Verbindungen über seinen Versorgungsspannungspins hängt!
@Elena Super! Vielen, vielen Dank für die ausführliche Anleitung!!! Werde heute mal das Ganze neu aufbauen und die von Dir beschriebenen Masseverbindungen so realisiseren! Gruß Thomas
@Elena ach so: Entkopplungskondensatoren hatte ich dran, jeweils 0.1µF von VCC zu GND bei beiden IC´s. Aber die Pfade zu den R2R Widerständen waren wohl definitiv zu lang..... ja auf dem Schaltplan war der C3 falsch rum, in der Schaltung aber nicht.. Gruß thomas
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Hallo, ich habe jetzt die ganze Sache auf einer Lochrasterplatine neu aufgebaut. R2R direkt an die Atmega162 Pins, Masse sternförmig an Massebezugspunkt von Atmega162 sowie das Selbe beim TDA7052. Jetzt sehe ich, dass das Signal ohne Impedanzanpassung mit dem 150 Ohm Widerstand OK ist (Bild R2R-Masse-neu01) Sobald aber der 150 Ohm Widerstand an die Masse (Massebezugspunkt µC) gesetzt wird und ich das Signal dann messe, sieht es wie in Bild (TDA-150-Ohm-04) aus. Jetzt kanns doch kein Masseproblem mehr sein , oder? Ich habe übrigens noch drei LED s mit verbaut. Über jeweils einen Vorwiderstand von 22 Ohm an µC Masse von PA0 , PA1, PA2. Diese LED s zeigen die jeweiligen Betriebszustände an. Die können die Störungen doch nicht verursachen, oder? Hinter dem DC Auskopplungskondensator (0,22µF) kommt kein Signal an. Der TDA 7052 schweigt. Über den ICP1 (PE0) gebe ich mit einem Signalgenerator das Eingangssignal ein. Was kann denn jetzt noch falsch sein?? Gruß Thomas
>Sobald aber der 150 Ohm Widerstand an die Masse (Massebezugspunkt µC) >gesetzt wird und ich das Signal dann messe, sieht es wie in Bild >(TDA-150-Ohm-04) aus. Jetzt kanns doch kein Masseproblem mehr sein , >oder? Hast du bei dieser Messung den Massepin vom Oszi ebenfalls am sternförmigen Massepunkt des µC angeschlossen? >Ich habe übrigens noch drei LED s mit verbaut. Über jeweils einen >Vorwiderstand von 22 Ohm an µC Masse von PA0 , PA1, PA2. Diese LED s >zeigen die jeweiligen Betriebszustände an. Die können die Störungen doch >nicht verursachen, oder? Doch, daher können zusätzliche Störungen kommen, zumal ja recht kräftige Ströme durch die LEDs fließen. Wenn du ein Problem mit einer Schaltung hast, solltest du es nicht noch durch Hinzunahme von weiteren kritischen Schaltungsteilen verkomplizieren, sondern erst einmal die Hauptstörung beseitigen, sonst verlierts du völlig den Überblick. Also wirf die LEDs erst mal wieder heraus. Mir fällt jetzt dreierlei zu deinem Problem ein: 1. Oszis, die an den PC angesschlossen werden, haben oft Probleme bei kleinen Meßbereichen störungsarm zu arbeiten. Es könnte also sein, daß ein Teil der Störungen über die Schnittstelle zum PC eingekoppelt werden. Ich habe ein PCS500 von Vellemann, da ist das sogar ganz extrem der Fall. Der 5mV-Meßbereich ist kaum zu gebrauchen. 2. Ein R2R-DAC mit einem µC aufzubauen stößt an gewisse Grenzen, weil dieses Teil dafür nicht konzipiert ist. Auf der Masseleitung des µC, also dem Draht zwischen Chip-Kristall und Lötpin gibt es eine Menge Störungen, die sich dem Nutzsignal überlagern. Das ist besonders bei einem DIL40-Gehäuse lästig, weil diese Verbindung dann besonders lang ist. Möglicherweise ist deine Schaltung deshalb ausgereizt. Eine Alternative wäre die Verwendung eines echten DACs. 3. Vielleicht ist es sinnvoller den 150R Widerstand dort ganz abzuhängen und stattdessen einen echten Spannungsteiler zum TDA7052 hin einzusetzen.
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@elena Habe noch zwei Bildchen von der Lochrasterplatine angehängt >Hast du bei dieser Messung den Massepin vom Oszi ebenfalls am >sternförmigen Massepunkt des µC angeschlossen? Ja, habe ich. Die LEDS waren im vorherigen Aufbau schon vorhanden. Hatte aber erst heute dran gedacht, dass diese auch eine Störungsursache sein könnte und sie deshalb im Schaltplan ergänzt. Aber die wegzunehmen ist kein Problem, werde ich mal machen. Wären da Low Power LEDs, die statt 20mA nur 5mA verbrauchen nicht sinnvoller? zu 1 Das mit dem Oszi ist natürlich denkbar, dann kann ich das Signal halt nicht messen...;-(( zu 2 Aber warum ist das 3,3V Sinussignal so sauber und ungestört? Weil es aufgrund der höheren Energie weniger störanfällig ist? Oder schiebe ich einen großen Teil des Signales über den 150 Ohm Widerstand über Masse wieder in den µC? zu 3 Wie hast Du Dir das vorgestellt? Was verstehst Du unter einem echten Spannungsteiler? Würde ich gerne probieren.... Danke für Deine Antwort! Gruß Thomas
>Habe noch zwei Bildchen von der Lochrasterplatine angehängt Die Verbindung von digitaler und analoger Masse ist vieeeel zu lang! Warum machst du da keine direkte Verbindung hin? Warum der Umweg zum Stecker?? >Wären da Low Power LEDs, die statt 20mA nur 5mA verbrauchen nicht >sinnvoller? Ja, natürlich. >zu 1 Das mit dem Oszi ist natürlich denkbar, dann kann ich das Signal >halt nicht messen...;-(( Ja klar, aber beim Abhängen des Oszis könnte der Ton sauberer werden und dein Problem eventuell verschwinden. >zu 2 Aber warum ist das 3,3V Sinussignal so sauber und ungestört? Weil >es aufgrund der höheren Energie weniger störanfällig ist? Oder schiebe >ich einen großen Teil des Signales über den 150 Ohm Widerstand über >Masse wieder in den µC? Mach dir klar, daß du niemals die Potentiale direkt am Chip mißt, sondern immer nur an den Gehäuse-Pins. Für den Masseanschluß des µC bedeutet das, daß häßliche digitale Massestörströme über die Verbindung zwischen Masse vom Chip und Massepin vom Gehäuse fließen und dort eine Störspannung abfallen lassen. Diese Störspannung addiert sich jetzt zu deinem Nutzsignal. Ist diese Störspannung beispielsweise 10mVss, dann bedeutet das bei einem 3,3Vss Sinus einen Anteil von erträglichen 0,3% aber bei einem 100mVss Sinus einen Anteil von unerträglichen 10%! >zu 3 Wie hast Du Dir das vorgestellt? Was verstehst Du unter einem >echten Spannungsteiler? Würde ich gerne probieren.... Statt des 150R Widerstands schaltest du einen Spannungsteiler von 10k und 470R nach Masse. Der TDA7052 erhält dann das Signal das am 470R Widerstand abfällt. Den Masseanschluß des 470R Widerstands verbindest du jetzt mit der analogen Masse (Massepin vom 220µF Elko). Durch Verändern des 470R Widerstands kannst du die Signalhöhe so anpassen, daß der TDA7052 nicht übersteuert. Jetzt kannst du dem 470R Widerstand zusätzlich noch einen kleinen Cap parallelschalten, um hochfrequente Störungen wegzufiltern. Vielleicht reicht das ja schon.
@Elena So wie Du das erklärt hast, habe ich jetzt einiges verstanden. Werde das so umsetzten und berichten ! Vielen Dank für Deine Geduld und Hilfe! Gruß Thomas
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@Elena Habe das so umgesetzt. Nun ist vor dem Dc EntkopplungsCap (0,22µF) das Signal ordentlich, hinter dem Cap aber nix. Der TDA bringt auch nur das Piepsen der LEDs. (habe schon low current leds bestellt, ohne LED sehe ich halt nicht, was der µC macht) Ist der DC Entkopplungskondensator wirklich sooo wichtig? Wenn ich den überbrücke, kommt ein Signal, verzerrt zwar, aber immerhin. Werde jetzt den 470R durch ein Poti ersetzen um mit dem Eingangssignal spielen zu können........ Gruß Thomas
>Nun ist vor dem Dc EntkopplungsCap (0,22µF) das Signal ordentlich, DAs sieht ja schon mal sehr gut aus! >Werde jetzt den 470R durch ein Poti ersetzen um mit dem Eingangssignal >spielen zu können........ Ich habe jetzt mal ins Datenblatt des TDA7052 geschaut. Da der TDA7052 eine Verstärkung von 100 hat, sollte das Eingangssignal kräftig verkleinert werden. Mit der von mir empfohlenen Schaltung ist die Eingangsspannung rund 100mVss, was für den TDA7052 entschieden zu viel ist. >Ist der DC Entkopplungskondensator wirklich sooo wichtig? Wenn ich den >überbrücke, kommt ein Signal, verzerrt zwar, aber immerhin. Im Datenblatt steht dazu nichts. Ich denke das Hauptproblem ist erst mal die Übersteuerung.
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So. Nun gehts. Allerdings werde ich noch etwas mit Kondensatoren rumprobieren, da das Eingangssignal nun zwar recht schön und regelbar ist, das Ausgangssignal allerdings nicht so schön, s. Bild. Hier ist der lineare 50K Potie vielleicht zu 15 % aufgedreht. Einen sauberen Sinus bekommt man nur ganz am Anfang. Das ist allerdings dann für meine Zwecke zu schwach, da mein 8 Ohm Aktor nur leise brummt, aber sonst nix macht. Beim Aufdrehen dito. Ich habe in verschiedenen Beispielschaltungen im Netz viele gesehen mit Poti, wenig mit DC Abblockkondensatoren. Hier ein Beispiel: http://www.electronics123.com/s.nl/it.A/id.405/.f Hier wird ein 2,2 µF Elko und ein 10K Poti eingesetzt...... Werde mal schauen, was ich da noch erreiche. Gruß Thomas
Du könntest den TDA7052 ja mit einer höheren Spannung speisen. Und/oder einen anderen Verstärker verwenden, den du besser kühlen kannst.
Nachtrag:
>Hier wird ein 2,2 µF Elko und ein 10K Poti eingesetzt......
Paß auf die Polung des Elkos auf!
eine höhere Speisespannung wollte ich vermeiden, da einen weitere Komponente, ein Funkempfangsteil, nur mit 3 Volt betrieben werden kann. Das Ganze soll später in ein Batterie betriebenes Gerät integriert werden, möglichst ohne Kühlschlitze und mit langer Betriebsdauer ( LiIo Akku). Ein Festspannungsregler, der von beispielsweise 6V auf drei Volt runterregelt "frißt" ja auch wieder Strom, möchte ich nur, wenns gar nicht anders geht... D-class amps sind in Dil Gehäusen kaum zu finden, ist aber einen Option für die mobile Variante. Ja, ich passe auf, den Elko richtig einzusetzen;-)) Gruß Thomas
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Es läuft. man kann den Poti nur auf ca 10 % aufdrehen, dass gerade was zu hören ist. Reicht jetzt erstmal. Bei vollaufgedrehtem Poti siehts dann grausig aus, fängt schon bei ca 30% an. Die Low current LEDs brachten keine Verbesserung, man muss nun halt das Licht anmachen um zu sehen, ob sie leuchten ;-(, Werde die anderen wieder dranmachen. Vielen Dank für die Hilfe! Gruß Thomas
>man kann den Poti nur auf ca 10 % aufdrehen, dass gerade was zu hören >ist. Du kannst den 470R Widerstand ja zusätzlich noch kräftig verkleinern. >Bei vollaufgedrehtem Poti siehts dann grausig aus, fängt schon bei ca >30% an. Ja, weil der TDA7052 eben 100fach verstärkt. Für 3,3V Ausgangsspannung dürfen am Eingang grob über den Daumen nur 30mV anstehen. Tausche den 470R Widerstand durch einen 150R Widerstand aus, dann sollte es funzen.
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@Elena So, ich habe den 470R als Trimmer genommen und 10K davorgehängt, jetzt ist das Signal auf dem Oszi zumindest sauber. Wenn ich aber einen lautsprecher dranhänge höre ich zwar die Grundfrequenz von 65 Hz, aber es pfeift und piepst darüber ganz erbärmlich. Frage: Nachdem ich ja nun gelernt habe wie krass eine µC stört, müsste ich den TDA7052 räumlich vom µC entfernen? Ob ich jetzt C5 dran habe oder nicht macht überhaupt keinen Unterschied.......würde ein Tiefpassfilter irgendwas ändern, sollte man den µC in einen Käfig sperren?...Würde eine EMV Messung hier nicht grausiges zeigen??? Mit dem Funkempfangsmodul, einem RMCM01 von Polar, was zusätzlich auf der Platine war und ein Pulssignal in ICP gespeist hat, bzw sollte habe ich es so gemacht: mit einem geschirmten Kabel auf eine eigene Platine und ca 15 cm weit weg installiert. Solange es auf der Platine war, hat es sich sozusagen immer recht chaotisch durch zB Schaltströme der LEDs erregen lassen und das dann ans ICP geführt, sodass das Ganze sich selbst erregt hat. Gruß Thomas
DIL40-Gehäuse und Lochrasterkartenaufbau sind natürlich keine guten Voraussetzungen für einen EMV-gerechten Aufbau. Hier würde eine mehrlagige Platine mit einer durchgehenden Massefläche und ein µC im TQFP-SMD-Gehäuse erhebliche Vorteile bringen. Die meisten Störungen rühren aber von deiner DAC-Taktrate her. Mit welcher Frequenz aktualisierst du die R2R-Leiter? Wenn diese Frequenz im hörbaren Bereich liegt, hörst du natürlich genau dort ein scharfes Pfeifen. Was du brauchst, ist ein Restaurationsfilter hinter dem DAC, der aus dem stufigen Signal einen sauberen Sinus macht. Dazu brauchst du ein Tiefpaßfilter, das die Grundfrequenz des Sinus unverändert läßt, aber den DAC-Takt mit erheblicher Dämpfung herausfiltert. Je weiter Nutzsignalfrequenz und DAC-Taktfrequenz auseinanderliegen, um so einfacher kann dieses Filter aussehen. Deswegen arbeitet man oft mit Oversampling.
Danke für Deine Antwort, der derzeitige Aufbau mit Lochraster und Dil Gehäuse ist nur der Prototyp, parallel arbeite ich an einer SMD Bestückungshilfe um dann im Reflowverfahren auch SMD Gehäuse einsetzen zu können. Die Frequenz ist leider sehr niedrig, also definitiv im Hörbereich, läßt sich aber wegen der Anforderungen der Zielfunktion nicht ändern. hatte bei vorhergehenden Aufbauten mit Stk500 schon Tiefpässe 2, 3 Ordnung eingesetzt. Weil das Signal in diesem Aufbau aber schon gleich so "schön" aussah, habe ich hier keine drin. Hol das aber jetzt nach..... Im Moment gehts mir in der Hauptsache darum, das Ding zum Laufen zu bringen um die grundsätzliche Funktion überprüfen zu können...... Gruß Thomas
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