Hallo leute,
ich habe mor folgendes überlegt:
für mein Hobbyprojekt benötige ich mehrere Spannungen, möchte jedoch
nicht für jede Spannung ein Dac verwenden, sondern möchte das ganze nur
mit einem DAC machen.
Anstatt für jeden Spannungswert einen eigenen zu nehmen, wird soll nur
ein DAC auf mehrere Ausgänge "gemultiplext" werden. Und das S/H-Glied
muss während der Zeit, in der der Multiplexer den nächsten Kanal
ansteuert, den zuvor ausgegebenen Wert halten, bis ein neuer "Refresh"
erfolgt.
Durch diese Art des (schnellen) zyklischen Ansteuerns mehrerer
S/H-Glieder über einen Multiplexer kann man quasi mehrere unabhängige
Analogspannungen mit nur einem DAC erzeugen.
Nun aber zu der Schaltung, die noch nicht aufgebaut ist:
Folgende Fragen:
Wäre es sinnvoll, vor dem Abtasglied einen Spannungsfolger am Ausgang
des DACs zu verwenden, um ja nicht den Ausgang des DACs zu belasten ?
Weil ich oft sehe, dass welche verwendet werden.
Mein Schalter ist jeweils nur 100µs geöffnet, der Widerstandswert des
Schalters sei ca. 1kOhm, dann müssten doch 1nF ausreichen (da
Zeitkonstante 1µs) um den Wert zu speichern, oder?
Anschließend erfolgt wieder ein Spannungsfolger.
Nun, habe ich noch folgendes vor:
mein DAC-Ausgang liefert mir eine Spannung zwischen 0-5Volt. Diese
möchte ich aber mittels eines OPVs auf -5 - +5 Volt generieren, d.h. vor
dem Abtast-Halteglied kommt die Elektronik mit dem OPV.
Benötige ich, wenn ich diese Elektronik verbaue, immer noch einen
Spannungsfolger VOR dem Abtasthalteglied ?
Weil im grunde doch meine Elektronik, die mir meine gewünschte
Spannungsbereich erzeugt, doch ebenfalls eine hochohmige Belastung für
mein DAC ist oder ?
Hier ist ein Beispiel:
Also meine Frage ist:
Wenn ich statt den ersten Spannungsfolger quasi einen Subtrahierer und
invertierer verwende, reicht das aus und kann ich den ersten
Spannungsfolger weglassen ?
Eine weitere Frage noch:
Wenn der Schalter geöffnet ist, dann entlädt sich der Kondensator über
den OPV mit seinem sehr hohen Eingangswiderstand, ist das richtig ?
Stefan schrieb:> Wenn ich statt den ersten Spannungsfolger quasi einen Subtrahierer und> invertierer verwende, reicht das aus und kann ich den ersten> Spannungsfolger weglassen ?
Nehm einfach einen nicht invertierenden Verstärker mit Offset. Das
belastet den DAC quasi gar nicht.
Stefan schrieb:> Wenn der Schalter geöffnet ist, dann entlädt sich der Kondensator über> den OPV mit seinem sehr hohen Eingangswiderstand, ist das richtig ?
Das ist korrekt. Das ist ein ganz normaler Entladevorgang. Durch den
großen Widerstand des opv geht das alles nur sehr langsam. Je größer der
Kondensator, desto langsamer der Entladevorgang doch desto
"gefährlicher" ist es für den vorangehenden OPV, da dieser ja kapazitive
Lasten nicht mag. Im Elektor (?!?) haben sie mal eine sample&hold
Schaltung gebaut, die hielt den Wert praktisch über Stunden.
Gerald M. schrieb:> Nehm einfach einen nicht invertierenden Verstärker mit Offset. Das> belastet den DAC quasi gar nicht.
Also aus der Belastungstechnischen Sicht des DAC Ausganges ist es das
gleiche, ob ich einen Spannungsfolger nehme mit einem weiteren OPV der
dann mein Offset etc. generiert oder direkt meinen OPV mit Offset ohne
Spannungsfolger.
Mir gehts darum, dass der Ausgang gut geschützt ist.
Gerald M. schrieb:> Stefan schrieb:>> Wenn der Schalter geöffnet ist, dann entlädt sich der Kondensator über>> den OPV mit seinem sehr hohen Eingangswiderstand, ist das richtig ?>> Das ist korrekt. Das ist ein ganz normaler Entladevorgang. Durch den> großen Widerstand des opv geht das alles nur sehr langsam. Je größer der> Kondensator, desto langsamer der Entladevorgang doch desto> "gefährlicher" ist es für den vorangehenden OPV, da dieser ja kapazitive> Lasten nicht mag.
Also ich nehme einen OPV mit FET Eingang, hat einen Eingangswiderstand
von 1^12 Ohm, dh. bei einem Kondensator von 1nF, dürfte die Spannung ca.
5000s gespeichert werden.
Inwiefern ist das problematisch für den VorgängerOPV ?
Stefan schrieb:> Also aus der Belastungstechnischen Sicht des DAC Ausganges ist es das> gleiche, ob ich einen Spannungsfolger nehme mit einem weiteren OPV der> dann mein Offset etc. generiert oder direkt meinen OPV mit Offset ohne> Spannungsfolger.
Ja
Stefan schrieb:> Inwiefern ist das problematisch für den VorgängerOPV ?
Du musst, sobald du eine andere Spannung möchtest, den Kondensator
umladen. Damit kommt ein OPV nicht klar (meist steht im Datenblatt die
maximale kapazitive Last) und schwingt.
Gerald M. schrieb:> Du musst, sobald du eine andere Spannung möchtest, den Kondensator> umladen. Damit kommt ein OPV nicht klar (meist steht im Datenblatt die> maximale kapazitive Last) und schwingt.
Da aber die Kapazität nicht direkt am Ausgang des OPVs liegt, sondern
über einen recht hochohmigen Schalter, ist das doch wieder in Ordnung.
Stefan schrieb:> Also ich nehme einen OPV mit FET Eingang, hat einen Eingangswiderstand> von 1^12 Ohm, dh. bei einem Kondensator von 1nF, dürfte die Spannung ca.> 5000s gespeichert werden.
da dürfte eher der Bias-Strom entscheidend sein als der
Eingangswiderstand. 1nA aus 1nF gibt eine Spannungsänderung von 1V/s
Uwe Beis schrieb:> Da aber die Kapazität nicht direkt am Ausgang des OPVs liegt, sondern> über einen recht hochohmigen Schalter, ist das doch wieder in Ordnung.
Ja: wenn 1kOhm dazwischen liegen ist dem Treiber-OPV die Kapazität egal.
Warum so kompliziert? Ein RC-Glied und Spannungsfolger als Sample und
Hold reicht auch aus. HP macht das in diversen Geräten so. Wichtig ist
vor allem der Eingangsstrom. Im Anhang mal ein Auszug aus dem HP E3631A.
Früher, vor 20 und mehr Jahren, hat man das gemacht, weil DACs sehr
teuer waren. Dabei hat man in Kauf genommen, dass da bei jeder
Auffrischung ein unvermeidlicher Spannungssprung von einigen mV wegen
"charge injection" entsteht.
Heute sind Quad- und Octal-DACs üblich. Die vermeiden diesen Nachteil.
Sei clever und nimm Quad-DACs.
Die Methode mit dem Demultiplexer ist kalter Kaffee von gestern. Mach
das auf keinen Fall es sei denn du möchtest Minuspunkte einheimsen.
Abtastschalter schrieb:> Ach das ist schon ok so, wenn's darum geht Sachen aus umherliegenden> Teilen zu bauen. Sonst eher nicht so, passenden DAC nehmen...
Ah OK. Ich hatte übersehen, daß es ein Hobbyprojekt ist.
Fertige S&H Stufen helfen hier weniger. Die Schaltfunktion kann auch der
MUX übernehmen. Im Prinzip geht es so wie bei dem Schaltplan Auszug von
HP.
Heute sind zumindest DACs für 10/12 Bit auch schon recht erschwinglich
(z.B. MCP482x). Da lohnt der MUX hinter dem DAC nicht so richtig.
Für höhere Ansprüche muss man dann schon aufpassen, damit man durch den
MUX keinen nennenswerten Störungen rein bekommt. Ob der MUX mit 1 KOhm
On-Widerstand dann der richtige ist, muss man sehen. Es ist halt eine
Abwägung von Kosten und Störungen / Belastung für den µC.
Helmut S. schrieb:> Dabei hat man in Kauf genommen, dass da bei jeder> Auffrischung ein unvermeidlicher Spannungssprung von einigen mV wegen> "charge injection" entsteht.
Ist das nicht ein wenig übertrieben? Ein uralter DG408 hat eine charge
injection von 20pC - was heute schon sehr schlecht ist. Ein moderner
ADG1208 hat z.B. nur eine von 0,4pC. Bei einer Samplekapazität von 220nF
ergibt sich somit ein Sprung von nicht einmal 100µV für den DG408. Bei
einem angepeilten Bereich von +-5V wäre das ein Sprung von unter 10ppm.
