www.mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Suche einfache DAC Schaltung


Autor: Julius Krebs (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich plane seit längerem den Bau eines Laserscanners. Dieser ist aus zwei
Lautsprechern aufgebaut, auf denen jeweils ein kleiner Spiegel
befestigt ist, der je nach Stromstärke unterschiedlich stark gedreht
wird und somit den Laserstrahl ablenkt. Das Ganze geht in X- und
Y-Richtung (Man kann später also auch einfache Bilder darstellen).
Der Knackpunkt bei der Sache ist die entsprechende Digital zu Analog
Elektronik. Ich habe überlegt ein Widerstandsnetzwerk aufzubauen, doch
dieses erweist sich nicht gerade als linear. Da gibt es doch sicher
elegantere Lösungen, oder?

Wichtig: Der DAC muss Ströme von bis zu 1 Ampere bei etwa 3V abkönnen
(Der Lautsprecher hat 4Ohm)

Autor: crazy horse (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
2 wichtige Angaben fehlen: welche Auflösung und wie schnell?

An den DAC wirst du auf jeden Fall einen Leistungsverstärker
anschliessen müssen, aber das ist kein Problem.

Autor: Julius Krebs (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
8 bit sollten schon drin sein. Bei der Geschwindigkeit muss ich
überlegen... ...also 100000 Wertänderungen pro Sekunde wären nicht
schlecht, oder ist das schon längst außerhalb des möglichen Bereichs?

Autor: Julius Krebs (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hat keiner eine Idee? Das sollte doch ein lösbares Problem sein. Ein
passender Link würde genügen.

Autor: mmerten (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
D/A Wandler von www.maxim-ic.com oder www.linear.com
passende Leistungs-OPs gibt's bei www.national.com

Autor: Peter Dannegger (peda)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das mit den Lautsprechern klingt quasi nach einem Laser-Oszilloskop.
D.h. Du strahlst Musik ab und stellst gleichzeitig deren NF dar.

Wenn Du dagegen digitale Daten darstellen willst, wird das aus den
Lautsprechern etwa so klingen, wie ein Modem (Zisch-Rausch-Klirr...)
dürfte also nicht sehr unterhaltsam sein.

Abgesehen davon wird es wohl schwer sein, solche 100kHz
Super-Ultraschall Lautsprecher zu kriegen.
Die Spiegel müßten auch extem leicht sein und dürften fast keinen
Luftwiderstand haben.


Wenn Du 0,1% Widerstände nimmst, kannst Du durchaus 8..10 Bit als R2R
aufbauen, macht aber heutzutage kaum einer mehr.


Peter

Autor: Julius Krebs (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Es kann gut sein, dass ich mich mit den 100kHz etwas verschätzt habe.
10kHz oder weniger würden sicherlich völlig ausreichen. Das trotzdem
Geräusche erzeugt werden ist natürlich klar, aber das stört ja nicht
sonderlich. Notfalls werde ich versuchen die Membran etwas
einzuschneiden.

Zur Elektronik: Das Prinzip, einen DA-Wandler mit einem
Operationsverstärker zu verknüpfen, ist mir auch geläufig. Nur
scheitert es dabei an der Umsetzung. Gibt es da nicht schon
vorgefertigte Schaltpläne (möglichst nicht zu aufwendig) an denen man
sich orientieren kann?

Autor: Michael Jungnickl (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
AD-Wandler:
Zur Digital-Analog-Wandlung empfehle ich Dir, einfach einen
invertierten OP-Verstärker aufzubauen. Das Widerstandsnetz muß an den
negativen Eingang des OPs; und der positive Eingang des OPs auf Masse.
Da die Differenz zwischen den Eingängen ca. 0V beträgt addieren sich
die entstandenen Ströme, und erzeugen über einen am negativen Eingang
zum Ausgang hin angeschlossenen Widerstand eine abgreifbare Spannung
(am Ausgang gegen Masse abgreifen!). Diese Spannung am Ausgang ist um
180 Grad verschoben.

Genauigkeit, Last:
Die digitalen Spannungswerte sollten möglichst genau sein, da sie über
das Widerstandsnetzwerk die Ströme erzeugen! Hier ist vor dem
AD-Wandler vielleicht noch eine zusätzliche Beschaltung notwendig, die
die logischen Pegel in genauere Spannungen umformt. Auch solltest Du
die Ausgänge am Mikrocontroller o.ä. nicht mit einem
Widerstands-netzwerk beschalten, dessen Widerstände zu klein sind. Die
Ausgänge werden sonst überlastet: 1 mA ist bei TTL als Ausgangsstrom
die Norm.
-> Rmin = 5V / 1mA = 5k z.B 4,7k. Dabei ist die Ausgangsspannung eher
um >2V anzunehmen, Toleranz 0,4..0,7 V (siehe oben!).

Abtastfrequenz filtern:
Nach dem DA-Wandler solltest Du mit einem Tiefpaß die Abtastfrequenz
deines Signals herausfiltern. Dazu kannst Du einen PT1
(Zeitver-zögerndes Glied 1. Ordnung) aufbauen. Es besteht aus einem
invertierenden OP-Verstärker, wobei zwischen negativen Anschluß und
Ausgang noch ein frequenzbestimmender Kondensator einzubauen ist. Okay,
das PT1-Glied ist nicht besonders dämpfend, ein PTn-Glied kann aber zu
Schwingungen führen. Zum gleichen Thema solltest Du auch beachten, dass
gängige OPs mit Tiefpass ausgestattet sind. Stärker dämpfende digitale
Filter (wie sie in handelsüblichen Geräten vorkommen) sind wesentlich
komplizierter aufzubauen und zu berechnen (Stichwort: z.B. FIR).

Ausgangsverstärker:
Es ist nicht sinnvoll, diesen DA-Wandler und den Filter mit vollem
Strom zu belasten. Daher solltest Du das Signal erst vor dem Stellen
verstärken. Dazu eignet sich als Ausgangsverstärker ein OP-
Impedanzwandler. Ein solcher Impedanzwandler besteht aus einer
widerstandlosen Rückkopplung des Ausgangssignals auf den negativen
Eingang. Am positiven Eingang des OP ist das zu verstärkende Signal
anzuschliessen. Beachte, daß der OP sicher eine Kühlung benötigt und
die Null-Offset-Spannung möglicherweise abzugleichen ist. Der
Ausgangswiderstand des OPs MUß sehr klein sein.
Willst Du dagegen eine Verstärkerschaltung aus Transistoren aufbauen,
solltest Du auf deren Temperaturempfindlichkeit achten. Die
Transistoren brauchen eine Gegenkopplung mit Widerständen, sonst läuft
der Arbeitspunkt mit Erwärmung davon.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.