Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 4 Quadranten Multiplizierender DA Wandler Bedeutung?


von Azubbi231 (Gast)


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Hallo Leute,

ich hab eeine Frage bezüglich zu DACs
1. Was bedeutet das wenn da in denDatenblättern steht "4-Quadrant 
Multiplying D/A Converters"

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/dac8811.pdf

2. Man spricht entweder von einer "Referenz Bandwidth" oder von einer" 
10MHz Multiplying Bandwidth" ist das in dem Fall dasselbe? Das man mit 
dem r2R netzwerk also eine Bandbreite von XMHz verarbeiten kann?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Azubbi231 schrieb:
> ich hab eeine Frage bezüglich zu DACs
> 1. Was bedeutet das wenn da in denDatenblättern steht "4-Quadrant
> Multiplying D/A Converters"
>
> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/dac8811.pdf

Das ist Marketing-Bullshit.

Die Quadranten-Angabe für Multiplizierer bezieht sich darauf, welche 
Polaritäten die beiden Eingangsspannungen haben dürfen. "4 Quadranten" 
heißt dann, daß beide Eingangssignale sowohl positive als auch negative 
Werte annehmen dürfen.

Bei einem DAC ist einer der beiden Werte aber der Digitalwert. Und der 
ist (bei diesem DAC) vorzeichenlos. Die Referenzspannung darf allerdings 
beide Polaritäten haben. Es ist also ein 2-Quadranten Multiplizierer.

> 2. Man spricht entweder von einer "Referenz Bandwidth" oder von einer"
> 10MHz Multiplying Bandwidth" ist das in dem Fall dasselbe? Das man mit
> dem r2R netzwerk also eine Bandbreite von XMHz verarbeiten kann?

Das Diagramm "REFERENCE MULTIPLYING BANDWIDTH" gibt an, bis zu welcher 
Frequenz der DAC welche Dämpfung erreicht. Denn in Wirklichkeit ist so 
ein R2R DAC ja "nur" ein geschaltetes Dämpfungsglied.

Bei einem Digitalwert von 0x0001 sollte er nur 1/65536 der Referenz- 
spannung durchlassen (entsprechend 96dB Dämpfung). Im Diagramm kannst du 
nun sehen, daß das nur bis ca. 350Hz funktioniert. Höhere Frequenzen 
"schlagen durch" - über kapazitive Kopplung. Das bedeutet, daß bei 
höheren Frequenzen die Auflösung des DAC geringer wird. Bei 10kHz z.B. 
sind die untersten 4 Bit nutzlos (der DAC dämpft für keinen Wert unter 
0x0010 mehr als für 0x0010 selber). Es bleiben dann also noch 12 Bit.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Azubbi231 schrieb:
> 1. Was bedeutet das wenn da in denDatenblättern steht "4-Quadrant
> Multiplying D/A Converters"

Das bedeutet, dass sowohl der Digitalwert als auch die Referenzspannung
positiv oder negativ sein dürfen.

> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/dac8811.pdf

Der DAC8811 ist ein 2-Quadranten-DAC. Der Digitalwert ist immer positiv
(0 bis +0xFFFF), die Referenzspannung kann auch negativ sein (-15 V bis
+15 V).

Man kann den DAC durch zusätzliche Beschaltung zu einen 4-Quadranten-DAC
erweitern (S. 10, Abb. 22), bei dem der Digitalwert 0x8000 der Null
entspricht und alle kleineren Werte als negativ betrachtet werden.

> 2. Man spricht entweder von einer "Referenz Bandwidth" oder von einer"
> 10MHz Multiplying Bandwidth" ist das in dem Fall dasselbe?

So wie ich das sehe, ja.

> Das man mit dem r2R netzwerk also eine Bandbreite von XMHz verarbeiten
> kann?

Bei einem Digitalwert von 0xFFFF verhält sich der DAC bzgl. des
Referenzeingangs wie ein Tiefpass mit der Grenzfrequenz 10 MHz. Da aber
die -3 dB aber schon einen recht großen Fehler darstellen, sollte man
den DAC besser nur bis ca. 6 MHz nutzen.

Beachte aber, dass sich das Frequenzverhalten des DAC für Digitalwerte
unterhalb von 0x1000 stark ändert (S. 6, Abb. 8). Bei einem Digitalwert
von 0x0001 kannst du somit nur noch den Frequenzbereich bis etwa 2 kHz
sinnvoll nutzen.

Edit: Axel war schneller :)

von Achim S. (Gast)


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Es bedeutet, dass die Referenz bei diesem DAC kein fester positiver Wert 
sein muss. Du kannst die Referenz als bipolaren Signaleingang benutzen 
und dieses Signal mit dem "Digitalwert multiplizieren". Wenn du den DAC 
dann noch mit Bipolarem Ausgang aufbaust (Fig. 22) kommst du in alle 
vier Quadranten (beide Vorzeichen des Referenzsignals und beide 
Vorzeichen des Digitalworts).

Die Analogbandbreite für den Referenzeingang beträgt maximal 10MHz, 
schnellere Variationen des Referenzsignals werden abgeschwächt.

Fig. 8 in Datenblatt zeigt dir zusätzlich, dass bei bestimmten 
Digitalworten irgendwann das kapazitive Übersprechen im DAC stärker wird 
als der erwünschte Stromfluss durch die R/2R-Kette. Z.B. Zahlenwert 
0x0000: eigentlich sollte der Referenzeingang mit 0 multipliziert werden 
und am Ausgang 0V ankommen. Aber wenn das Referenzsignal mit 1MHz 
variiert schlägt diee Variation des um ca. 50dB abgeschwächt auf den 
Ausgang durch.

von Azubbi231 (Gast)


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danke danke für die schnellen und aufschlussreichen antworten"!

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