Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Präzisions DAC mit PWM oder doch "normaler" DAC


von Gebhard R. (Firma: Raich Gerätebau & Entwicklung) (geb)


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Hallo!
Ich stehe vor dem Problem den "seligen" XR2206 ersetzen zu müssen,weil 
er abgekündigt wurde. Dieses Teil hat mir in der Schaltung einen 
umschaltbaren Sinus von 10 bzw 30 Hz geliefert. Mit Zusatzbeschaltung 
auf dem AM Eingang konnte ich die Amplitude auf besser 0,5% stabil 
halten.
Meine 2 Ideen:
1.)Ich nehm einen Xmega16A4
  sollte kein Problem sein, hat 2 Spannungs DAC, interne Referenz 
allerdings +/-1% naja..müsste wohl eine externe Referenz her.
ziemlicher overkill für die Sache aber mit rund 4€ kostengünstig

2.)Ich nehm einen anderen Billigkontroller mit ADC und PWM
Das Problem: die Amplitudenstabilisierung.
Mögliche Lösung:
ich messe mit dem ADC das gefilterte PWM-Signal und regle die PWM auf 
meine gewünschte Spannung hin.
Wenn man 64 Stützpunkte für den Sinus hernimmt,hat man bei 30Hz max. 
500us Zeit die PWM nachzustellen. Eigentlich aber weniger, weil die PWM 
sollte ja doch die meiste Zeit konstant anliegen.Nachteil ist hier 
vermutlich der Regelvorgang,der möglicherweise einen sauberen Sinus 
vereitelt.
Andere Möglichkeit:
ich messe die Spannung mit dem ADC am gef. PWM Ausgang bei einem 
bekanntem PWM Verhältnis.
Dann skaliere ich meinen gesamten Stützpunktepuffer entsprechend dem 
soll/ist Wert.
Danach kann man nur hoffen, daß alles für rund 5 Minuten konstant 
bleibt.

Frage: hat sich jemand schon mit sowas beschäftigt oder hat wer eine 
andere Idee eine genaue Sinusspannung zu erzeugen?

Grüße Gebhard

von Lehrmann M. (ubimbo)


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Gebhard Raich schrieb:
> Frage: hat sich jemand schon mit sowas beschäftigt oder hat wer eine
> andere Idee eine genaue Sinusspannung zu erzeugen?

Dir ist doch sicherlich bekannt, dass es Funktionsgenerator ICs und 
externe DACs gibt oder? Da dürfte dann auch was zum Thema Genauigkeit 
und Auflösung für dich dabei sein. Kommt halt auf deinen 
Anwendungsbereich an.

von Gebhard R. (Firma: Raich Gerätebau & Entwicklung) (geb)


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Ja klar, AD hat sowas, brauch ich aber zusätzlich noch einen uC der die 
SPI füttert. Außerdem teuer und ungünstiger Footprint 10pol. MSOP mit 
0,5mm.

Grüße

von Markus (Gast)


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Hallo Gebhard,

kuck dir mal den MCP4812 DAC an.
Hat 10 Bit und eine interne Referenz, gibt es in DIP8.

Wie genau ansonsten ein R2R Dac ist weiß ich nicht,
benötigt bei 8 Bit einen Byte-Port von einem µC.
Stichwort DDS.

PWM & nachregeln klingt eher (zu) kompliziert.

MFG:Markus.

von Gebhard R. (Firma: Raich Gerätebau & Entwicklung) (geb)


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Eigentlich möchte ich nur 1 IC und nicht DAC und uC. Das mit dem 
Footprint ist relativ,alle anderen BT sind halt SOIC und 0805, da muß 
ich beim Pastendruck nicht viel aufpassen. Bei 0,5 pitch muss man da 
schon genau hinsehen.
Das mit PWM + ADC würd mich schon recht reizen, ist gewissermaßen 
Neuland.

Grüße

von Ulrich (Gast)


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Wenn da keine nennenswerte Belastung dran hängt, ist das PWM Signal 
eines µC schon recht stabil. Was sich leicht ändern kann ist die 
Versorgungsspannung und der Ausgangswiderstand. Die +-0,5% sind da keine 
so große Hürde.

Bei 30 Hz hat man ja auch reichlich Spielraum für den Tiefpaß filter.

Es sollte also auch schon ein billiger µC mit PWM als Ersatz für den DAC 
reichen. Eventuell halt noch ein etwas besserer Spannungsregler, weil 
die Versorgungsspannung als Spannungsref. dient. Der Ausgang braucht 
ggf. noch einen OP als Spannungsfolger, weil der Filter nicht so 
niederohmig sein sollte.

Von der Stabilität der Amplitude sollte ein R2R DAC sehr ähnlich sein: 
da gehen die gleichen Parameter ein. Der R2R DAC ist nur halt etwas 
schneller, was man bei 30 Hz aber kaum braucht.

von Gebhard R. (Firma: Raich Gerätebau & Entwicklung) (geb)


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@Ulrich
Ich hab da so meine Zweifel, ob eine digitale Ausgangsstufe eines uC 
immer die gleiche Impedanz hat bzw. voll gegen + bzw. GND schaltet. 
Darum bin ich eher für eine Rückkoppelung mittels ADC.

Grüße

von holger (Gast)


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>Ich hab da so meine Zweifel, ob eine digitale Ausgangsstufe eines uC
>immer die gleiche Impedanz hat bzw. voll gegen + bzw. GND schaltet.

Bei einem R2R DAC mit 10k-20k kommt der ohne Probleme
auf GND und VCC. Allerdings ist der R2R DAC relativ
hochohmig. Da muss noch ein OP dahinter.

>Darum bin ich eher für eine Rückkoppelung mittels ADC.

Um damit was zu erreichen? Je nach ADC Auflösung kannst
du da gar nicht vernünftig per Software nachregeln. Also
wenn schon, dann eine analoge Amplitudenstabilisierung.

von Ulrich (Gast)


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Die Ausgangsimpedanz schwankt schon ein bisschen mit der Temperatur, so 
in der Größenordnung  10% von etwa 30 - 100 Ohm je nach µC. Wenn man den 
Widerstand dahinter groß (z.B. 10 K) macht kann man das aber 
vernachlässigen.

MOS Ausgänge schalten auch schon bis ganz zur Versorgung oder GND, bis 
halt auf die kleinen Widerstände vom GND Pin zu GND auf den Die. Solange 
der Strom über die Pins nicht so hoch wird, und nicht viel schwankt, ist 
dass aber auch keine Problem.

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