Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik D/A Ausgang mit Rechteckpuls modulieren


von Timm R. (Firma: privatfrickler.de) (treinisch)


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Hallo,

ich möchte gern einen Rechteck-Puls einstellbarer Amplitude erzeugen. 
Ich habe einen digitalen Rechteckimpuls. Bei Low des digitalen 
Rechteck-Pulses soll der Ausgang der Schaltung so nah wie möglich an 0 
V, bei High auf einer an einem D/A Wandler eingestellten Spannung 
liegen.

Also: Spannung aus einem D/A Wandler und Rechtecksignal aus einem 
Mikrocontroller sollen „kombiniert” werden.

Die extrem steilen Flanken des Mikrocontrollers dürfen dabei natürlich 
etwas verlängert werden. Der µC hat einstellige ns Rise/Fall Time, für 
das einstellbare Ausgangssignal stelle ich mir maximal so 200 ns vor.

Falls das wichtig ist, es sollen maximal 50 solcher Pulse pro Sekunde 
verarbeitet werden und jeder Puls ist zwischen 3 und 50 µs lang.

Der D/A Wandler ändert seine Spannung nur in einer Low-Phase und es ist 
garantiert, dass diese lang genug ist, damit er wieder im seelischen 
Gleichgewicht ist.

Geht das? Und wie? Ein Link oder auch nur der richtige Suchbegriff für 
Google würde mir auch schon weiterhelfen.

Vlg

 Timm

von Wolfgang (Gast)


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Timm Reinisch schrieb:
> Also: Spannung aus einem D/A Wandler und Rechtecksignal aus einem
> Mikrocontroller sollen „kombiniert” werden.

Nenne deinen Operator doch "multipliziert". Der einfachste Weg wäre 
vermutlich, die Signale zu "kombinierten", bevor sie auf den DA-Wandler 
gegeben werden. Aber du kannst natürlich auch eine kunstvolle Schaltung 
mit Analogschalter und einem OP aufbauen.

von Timm R. (Firma: privatfrickler.de) (treinisch)


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Hallo,

Wolfgang schrieb:
> Timm Reinisch schrieb:
>> Also: Spannung aus einem D/A Wandler und Rechtecksignal aus einem
>> Mikrocontroller sollen „kombiniert” werden.
>
> Nenne deinen Operator doch "multipliziert".

mein Gott wie logisch, da hätte ich wirklich drauf kommen können. Naja, 
danke schon mal für diesen Hinweis! Ich schätzte, der macht das googeln 
schon mal um Größenordnungen effektiver.

vlg
 Timm

von Georg (Gast)


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Timm Reinisch schrieb:
> für
> das einstellbare Ausgangssignal stelle ich mir maximal so 200 ns vor

1. Du kannst dem DAC ja entsprechende Werte reinschreiben, aber es ist 
fraglich, ob der DAC-Ausgang in 200 ns den vollen Spannungshub 
bewältigen kann, das kommt natürlich auf den Typ an.

2. Du kannst zwischen DAC und Ausgangsstufe (die du wahrscheinlich 
sowieso brauchst) einen Analogschalter setzen, der zwischen GND und 
DAC-Spannung umschaltet, dann bist du unabhängig von den dynamischen 
Eigenschaften des DAC.

3. Du kannst deine Ausgangsstufe mit dem Digitalsignal ansteuern und mit 
der DAC-Spannung als VCC versorgen, dann braucht die Ausgangsstufe keine 
Leistung verbraten, das geschieht dann im der DAC-gesteuerten 
VCC-Versorgung.

Georg

von Wolfgang (Gast)


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Georg schrieb:
> 3. Du kannst deine Ausgangsstufe mit dem Digitalsignal ansteuern und mit
> der DAC-Spannung als VCC versorgen

Na hoffentlich deckt der zulässige Versorgungsspannungsbereich den 
Bereich der gewünschten DAC-Spannung ab. I.A. wird das wohl so nichts

von Timm R. (Firma: privatfrickler.de) (treinisch)


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Georg schrieb:
> Timm Reinisch schrieb:
>> für
>> das einstellbare Ausgangssignal stelle ich mir maximal so 200 ns vor

> 2. Du kannst zwischen DAC und Ausgangsstufe (die du wahrscheinlich
> sowieso brauchst) einen Analogschalter setzen, der zwischen GND und
> DAC-Spannung umschaltet, dann bist du unabhängig von den dynamischen
> Eigenschaften des DAC.

Der "Verbraucher" ist ein OpAmp mit FET-Eingang, da brauch ich wohl 
keine Treiberstufe.

Das mit dem Analogschalter klingt sehr gut.

Gibt es "Klassiker" die man da verwenden würde? Die Vielfalt ist ja bei 
den Dingern nahezu unfassbar!

vlg

 Timm

von Wolfgang (Gast)


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Timm Reinisch schrieb:
> Das mit dem Analogschalter klingt sehr gut.
>
> Gibt es "Klassiker" die man da verwenden würde?

Bei der von dir geforderten Rise/Fall-Time dünnt sich das schon aus, 
insbesondere bei den "Klassikern" ...

von Simpel (Gast)


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Wie hoch wird die DAC-Spannung maximal?

von Uwe B. (uwe_beis)


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Mit ein bisschen Glück reicht es bei dir vielleicht, die 
Referenzspannung des DACs zwischen 0 und Vref zu schalten. Ob es 
technisch geht, hängt von deiner Applikation ab, ebenso, ob es einfacher 
als mit einem einfachen Analogschalter am Ausgang des DACs wäre. 
Letztendlich dürfte das Ergebnis mit einem Analogschalter auch mehr oder 
weniger besser als das Schalten von Vref sein.

Timm Reinisch schrieb:
> Gibt es "Klassiker" die man da verwenden würde? Die Vielfalt ist ja bei
> den Dingern nahezu unfassbar!
74HCT4053 (VCC 5V, TTL- bzw. LVCMOS-kompatibel), 74HC4053 (VCC 2 bis 
5V), beide können +/-5V schalten. 200 ns sind kein Problem.

Die DG40x-Serie, schalten bis zu +/- 15V oder so ähnlich. 200 ns sind 
"an der Kante" (nicht garantiert, aber normalerweise viel besser).

von Georg (Gast)


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Timm Reinisch schrieb:
> Gibt es "Klassiker" die man da verwenden würde?

Schon so ein Feld/Wald/Wiesen-Typ wie 74HC4053 schaltet bei 5V in ca. 50 
ns um - aber Vorsicht, das ist eben ein Analogschalter, die tatsächliche 
Anstiegsgeschwindigkeit des Ausgangsignals hängt von der Beschaltung ab, 
z.B. bildet der ON-Widerstand mit der Lastkapazität einen Tiefpass. Wenn 
da bei dir ein Opamp folgt, ist das wahrscheinlich kein Problem, aber 
nachrechnen muss man das, oder eben ausprobieren, so arg aufwendig ist 
das ja nicht. Wichtig ist nach Kohl das was hinten rauskommt, aber das 
wird von allen Teilen der Schaltung beeinflusst.

Georg

von Thomas E. (picalic)


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Warum nicht einfach einen Serienwiderstand am DAC-Ausgang und dahinter 
einen simplen N-FET, der das Signal dann auf Masse zieht?

von Simpel (Gast)


Angehängte Dateien:

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Fet: BS170
...zu simpel..?

von Timm R. (Firma: privatfrickler.de) (treinisch)


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Hallo,

das geht ja ganz schön zackig hier.

Schon mal vielen Dank für die vielen Hinweise.

Ein Nachtrag noch, wg. einer Frage weiter oben: Die Ausgangsspannung des 
DAC ist < 5 V.

Die Sache mit dem FET ist aber auch eine gute Idee, die Geschwindigkeit 
schafft ja jeder kleiner FET mit links und weil ich einen Opamp speise 
spielt der Serienwiderstand keine Rolle.

Ich müsste den Serienwiderstand einfach so wählen, dass ich Imax des DAC 
nach Masse fließen lasse. Absolut denkbar, dass ich damit nah genug an 0 
V drankomme.

Vielen Dank an euch alle in diesem Thread

 Timm

von Georg (Gast)


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Timm Reinisch schrieb:
> die Geschwindigkeit
> schafft ja jeder kleiner FET mit links und weil ich einen Opamp speise
> spielt der Serienwiderstand keine Rolle.

Irrtum: die Zeit zum Schalten auf GND ist kein Problem, aber die Zeit um 
wieder Hi zu schalten schon - schalten ist eh falsch, der Ausgang wird 
vom Widerstand nach V+ hoch gezogen, das ist eh schon eine e-Funktion 
die sich V+ langsam annähert, und beliebig klein machen kannst du den 
Widerstand ja auch nicht. Aber wenn dir ein FET und Widerstände 
unbedingt lieber ist als ein CMOS-IC, probier es halt aus und mess nach. 
Oder simuliere es.

Georg

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