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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ausgangs"rauschen" bei DAC


Autor: schnudl (Gast)
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Ich habe einen (Uralt) TDA1543, also ein I²S Dual 16 Bit DAC, den ich in 
einer dsPIC Schaltung zwecks herumspielen mit DSP Themen verwende.

Mir ist aufgefallen, dass der Analogausgang des DACs bei manchen 
Eingangswerten "instabil" wird; der Ausgang schwankt dann zyklisch +/- 3 
LSB obwohl ich einen konstanten Wert schicke. Wenn ich dann den 
Eingangswert nur leicht ändere (1 Bit reicht), so wird der Ausgang 
wieder stabil. Manchmal gibt es auch statistische Ausreisser in Richtung 
0V, die dann aber nach einiger Zeit verschwinden.

Ich habe mit einem Skope den Eingang überprüft - hier ist alles sauber. 
Können derartige Ungenauigkeiten im DAC selbst liegen? Wovon hängt das 
ab?

Wohlgemerkt ist die Störung kein überlagertes Rauschen, sondern besteht 
aus ganzen Quantisierungsschritten...

Ist sowas normal? Wäre nett, wenn mir jemand auf die Sprünge helfen 
könnte.

Autor: Magnus Müller (Gast)
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Hört sich nach einem Timingproblem an. Hast du schon mal versucht, einen 
"problematischen" Wert auszugeben, ohne diesen immer wieder an den DAC 
zu schicken?

Gruß,
Magnetus

Autor: schnudl (Gast)
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Es ist ja I²S; d.h. ich muss laufend Werte hinschicken, um was zu sehen. 
Es wird abwechselnd der rechte und der linke Kanal übertragen, mit 
jeweile 16 Bit, d.h. es gibt ein kontinuierliches I²S Signal mit 
320kBit/s. Dieses Signal und das dazugehörige Clock Signal ist stabil; 
zumindest sehe ich keine Timingprobleme. Vielleicht muss ich mir das 
aber näher ansehen...

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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schnudl wrote:
> Es ist ja I²S; d.h. ich muss laufend Werte hinschicken, um was zu sehen.

Der TDA1543 arbeitet statisch, wenn ich das im Datenblatt richtig sehe. 
Du kannst also jederzeit die Übertragung anhalten.
Sind die Schwankungen denn so schlimm? Bei 16bit sind +/-3LSB etwa 
+/-0,1mV. Da dürfte alleine schon das Übersprechen der Digital aud die 
Analogseite größer sein, vor allem da der TDA1543 ja eher in die 
Richtung billig als hochwertig geht.

Autor: schnudl (Gast)
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Wenn ich an den Digitaleingang des DACs mit dem Scope messe (um zu sehen 
was dort abgeht), so verschwindet der Effekt. Nun habe ich einen 50pF 
gegen GND geschaltet und es funktioniert einwandfrei.

Ist das nun Alchemie...? Was kann das sein? Möglicherweise schwingt das 
Signal?

Autor: schnudl (Gast)
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Ja Anhalten ist möglich, wenn ich den Bit Clock stoppe. Das hab ich aber 
nicht vorgesehen. Aber wie gesagt, ist das nicht das Problem. Du hast 
natürlich recht, es sind weit mehr als 3LSB :-) Die Ausreisser sind ca. 
1/20 Full Scale, was scon einiges ausmacht. Aber seltsamerweise gehen 
sie immer in Richtung GND.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Entweder gibst du das Signal mit der falschen Flanke aus, oder du hast 
irgendwelche HF Anteile auf dem Signal die im IC irgendwas stört.

Autor: Gast (Gast)
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Hallo,

der Thread ist zwar schon älter, aber ich hab exakt das gleiche Problem. 
Bei mir handelt es sich aber um einen DAC08 mit parallelen 8Bit 
Eingangsinterface - gibt also keinen Clock.

Ich hab ein Bild angehängt, wo man das digitale Rauschen sehen kann.

Die Messreihe die man da sieht besteht aus den Werten (die mit einem 
16Bit ADC gemessen wurden):
1 46965
2 46966
3 46911
4 46909
5 46911
6 46975
7 46911
8 46965
9 46911
10 46975
11 46975
12 46911
13 46911
14 46965
15 46965
16 46964
17 46911
18 46975
19 46975
20 46965
21 46911
22 46910
23 47039

Der DAC08 ist mit einer supergenauen Spannungsreferenz betrieben 
(LT1021-5), ebenso der 16Bit ADC (LTC1864) mit einem zusätzlichen 
LT1021-5.

Die Signale kommen aus einem FPGA und sind über einen Zeitraum von 280µs 
konstant anliegend, d.h. eine Integrationsstufe integriert 280µs auf, 
bevor der ADC wandelt. Die geringen Abweichungen der Werte würde ich auf 
Rauschen vom ADC zurückführen, die riesigen Sprünge müssen aber was mit 
dem DAC zu tun haben. Umgerechnet entspricht ein solcher Sprung der 
Spannung von ungefähr 1LSB Abweichung.

Hat jemand eine Ahnung, wie das zustande kommen kann?

Grüße
Thomas

Autor: Gast (Gast)
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Ups sorry ... die Messreihe passt nicht zum Bild, irgendwie ... Aber man 
kann sich zumindest vorstellen, wie die Werte aussehen ...

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