Hallo zusammen, ich wollte fragen, wie ich 0V aus dem DAC MCP4922 bekommen kann. Im Datenblatt steht ja minimal 0,01V. Ich möchte die DAC Spannung in einen Spannungsfolger-OP geben, welcher einen FET steuert. Das Ganze soll eine elektronische Last geben. (ähnlich: http://jasper.sikken.nl/electronicload/index.html) Das Problem mit minimal 0,01V ist, dass das in meinem Fall mindestens ca. 35mA Laststrom bedeutet. Das ist mir als minimaler Wert jedoch zu hoch. Jetzt suche ich einen Weg, den „Offset“ des DAC zu entfernen. Vielen Dank im Voraus für eure Hilfe! Gruß markus
markus schrieb: > Im > Datenblatt steht ja minimal 0,01V. Davon würde ich mich nicht irritieren lassen, da diese Einschränkung für <= 1 LSB Genauigkeit gilt.
Als Spannungsfolger einen Rail-to-rail Opamp mit Low output voltage kleiner als 10mV? Gibt es so etwas überhaupt? Da musst du den Offset doch sowieso nach dem Spannungsfolger entfernen.
markus schrieb: > ich wollte fragen, wie ich 0V aus dem DAC MCP4922 bekommen kann. Wenn du wirklich mit 0V arbeiten willst, solltest du die Hardware auf bipolar umstellen. Georg
Falls du einen OPV mit dualer Versorgung hast (z.B. +-15V) gibts massenweise Schaltungen zur Offsetkompensation. Eine solche kannst du so anpassen, dass sie dir bei 10mV am Eingang 0mV am Ausgang bringt. Bei einem single-Supply-OPV hilft dir das nicht wirklich weiter. Kein OPV kann 0V am Ausgang liefern und gleichzeitig Strom treiben, rail2rail hin, rail2rail her. Siehe auch: http://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-035.pdf Zitat: "On the other hand, an output stage constructed of CMOS FETs (Figure 7B) can provide nearly true rail-to-rail performance, but only under no-load conditions." "only under no load conditions" = praktisch nie Ich würde der Stromquelle einen Offset verpasssen, so dass sie erst ab z.B. 100mV anfängt, Strom zu liefern.
@ WehOhWeh (Gast) >"only under no load conditions" = praktisch nie Eben. >Ich würde der Stromquelle einen Offset verpasssen, so dass sie erst ab >z.B. 100mV anfängt, Strom zu liefern. Genau. Siehe https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverst.C3.A4rker_und_Transistor Einfach einen hochohmigen Widerstand von vielleicht 1M von V+ zum - Eingang des OPV. Fertig ist der Offset.
markus schrieb: > Das Problem mit minimal 0,01V ist, dass das in meinem Fall mindestens > ca. 35mA Laststrom bedeutet. Das ist mir als minimaler Wert jedoch zu > hoch. Was ist dein maximaler Wert? 5A, 10A? Das ist dann im mA Bereich eh nicht mehr genau wegen Offsets der Ops, incl temperaturabhängigkeit, der kleinen Spannungen am Temperatusmessshunt incl . den Thermospannungen im Aufbau etc. pp. Insofern hast du da ganz andere Probleme. Zur Lösung evt. darüber nachdenken, ob man den Bereich umschaltbar macht, denn dass deine KSQ über 3 oder mehr Dekaden genau ist ist eh Wunschdenken.
WehOhWeh schrieb: > "only under no load conditions" = praktisch nie Das stimmt doch garnicht ;-) Mit einem 1k Widerstand am Ausgang gegen GND kann ein R2R-OPV durchaus 0,000x V liefern. Nur nicht gleichermaßen auch volle VCC-Spannung.
markus schrieb: > Das Problem mit minimal 0,01V ist, dass das in meinem Fall mindestens > ca. 35mA Laststrom bedeutet. Das ist mir als minimaler Wert jedoch zu > hoch. Also braucht du eine leicht negative Spannung an GND des DAC bezüglich GND des shunts.
Leute vielen Dank für die Antworten! Ich kam gestern gar nicht dazu einem zu antworten, da kommt schon die nächste Antwort! @ m.n.: Heißt das, ich kann bereits ab 0V die Ausgangsspannung um 1 LSB schrittweise erhöhen? Dann verstehe die Aussage im Datenblatt nicht ganz... Kannst du mich bitte aufklären? :D Vielen Dank im Voraus! @ Noch einer: Der LTC6246, welchen ich verwenden möchte hat einen Input Offset von typ. 50µV. Diesen wollte ich mit einer Split Supply betreiben. Laut Simulation reicht mir das so aus. Das funktioniert aber eben nur, wenn ich auch 0V aus dem DAC bekommen kann. Ich werde jedoch sicherheitshalber eine Offsetkompensation für den OP eindesignen. @ Georg: Meinst du bipolare Versorgung nur für den OP oder auch andere Schaltungsteile? @ WehOhWeh: Genau, deshalb die Split Supply Variante! @ Falk Brunner: Ich könnte den Offset auch mit einem zweiten DAC Ausgang einstellen oder spricht etwas dagegen? Ich müsste vorher jedoch vorher noch genauer die Einwirkung der externen Spannung auf den Offset verstehen. @ Der Andere: Der Maximalstrom sollte ca. 8-10A betragen. Die Referenz für den ADC und DAC ist ADR380 (0,24%). Denkst du das klappt so nicht mit einer Genauigkeit von ±1%? Ich werde mir das anschauen und wenn es nicht ausreicht, werde ich eine Umschaltung von 0-5A und 0-10A einplanen müssen. @ Michael Bertrandt: Theoretisch wäre es ja kein Problem diese zu erzeugen. Wenn es damit möglich wäre, dass der DAC tatsächlich auf 0V runter kommt, wäre das wahrscheinlich die einfachste Variante! Geht das denn so? Viele Grüße!
m.n. schrieb: > markus schrieb: >> Im >> Datenblatt steht ja minimal 0,01V. > > Davon würde ich mich nicht irritieren lassen, da diese Einschränkung für > <= 1 LSB Genauigkeit gilt. Das ist doch deutlich, obwohl Du das so interpretierst, als ob am DAC-Ausgang ein Offset von 10 mV stehen bleiben würde. Der Ausgangsoffset ist laut Datenblatt "+/- 0,02% of FS Code = 0x000". Noch einmal anders betrachtet: der 12-Bit DAC ist spezifiziert für Vref = 2,048 V, wobei ein LSB 0,5 mV entspricht. Mit dem angegebenen Offsetfehler mögen beim Code 0x000 1 mV am Ausgang anliegen, aber nicht mehr. Ich hatte mal den MCP4822 verwendet, der im Gegensatz zum MCP4922 über eine interne Vref verfügt: keinerlei Probleme mit Nullpunkt oder FS!
m.n. schrieb: > WehOhWeh schrieb: > "only under no load conditions" = praktisch nie > > Das stimmt doch garnicht ;-) > Mit einem 1k Widerstand am Ausgang gegen GND kann ein R2R-OPV durchaus > 0,000x V liefern. Nur nicht gleichermaßen auch volle VCC-Spannung. 0.01V an 1k sind 10uA, so viel Leckstrom muss der Ausgangstransistor nach VCC nicht haben, aber 1uA ist nicht unrealistisch. Mit 1k kommt man also nicht unter 0.001V. Vonwegen 0.000x, m.n. hat mal wieder nicht nachgedacht und nicht nachgerechnet aber behauptet munter seine Schwurbeleien.
Angehängte Dateien:
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DAC4822.gif
18 KB
Bei einem fliegenden Aufbau mit Arduino + MCP4822 habe ich Spannungen im Bereich 0 - 20 mV in 5er Schritten ausgeben lassen. Vref = 2,048 V 2-fache Verstärkung für Ausgangsbereich 0 - 4,095 V. Zum Bild: die gestrichelte Linie ist der eff. Nullpunkt, der durch Masseschleifen etwas verschoben ist. Der Wert für 0 liegt etwas über dem Nullpunkt (ein Multimeter sagt 1,3 mV); ansonsten liegen die weiteren Stufen im 5 mV Raster. Egal, wie man es anstellt, auch durch eine Offseteinstellung bekommt man den 'Knick' in der Kennlinie nicht weg. Wenn die Einstellzeit länger sein darf, der Endwert (abhängig von Vref) nicht so kritisch ist und die Werte um den Nullpunkt herum sehr genau sein sollen, wäre ein gefiltertes PWM-Signal eine gute Lösung. Alternativ könnte man auch 0xfff als Nullpunkt festlegen und die Ausgangsspannung invertiert erzeugen. Bei Vcc = 5 V und U0 = 4,095 liegt der Ausgangspegel weit genug von der Versorgungsspannung weg.
markus schrieb: > @ Der Andere: > Der Maximalstrom sollte ca. 8-10A betragen. Die Referenz für den ADC und > DAC ist ADR380 (0,24%). > Denkst du das klappt so nicht mit einer Genauigkeit von ±1%? > Ich werde mir das anschauen und wenn es nicht ausreicht, werde ich eine > Umschaltung von 0-5A und 0-10A einplanen müssen. Und du hast Bedenken wegen 35mA? ist deine analoge Schaltung denn auch so genau? 35mA bei 10A sind 0,4%. Du hast also überall 0,1% Widerstände und der Shunt ist auch 0,1% mit einem niedrigen Tk? Wenn du eine Umschaltung einplanst, dann mach eine mit 2 Bereichen 1-10A und 0-1A. Dann hast du auch das Problem nicht mehr dass der kleine D/A Offset gleich so viel Strom bedeutet.
markus schrieb: > @ Georg: > Meinst du bipolare Versorgung nur für den OP oder auch andere > Schaltungsteile? Eine Spannung und rail-to-rail ist immer nur eine Notlösung, die eben nicht 100%ig funktioniert, sondern nur annähernd. Wenn +-5V oder mehr zur Verfügung stehen, besteht kein Grund diese Versorgung nicht generell zu benutzen. Auch für einen DAC ist das natürlich besser, wenn er 0V ausgeben soll. Bei einem ADC ist das anders, denn man kann Eingänge ausserhalb der Versorgung betreiben, Ausgänge aber nicht, wenn sie Ströme > Null liefern sollen (und was kann man schon mit 0 Strom anfangen?). Georg
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