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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Allgemeine Frage zu Flash Converter


Autor: Fredl (Gast)
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Hallo,

Bereite mich gerade für eine ADC/DAC Übung vor. Im Skript steht: 
1LSB=FSR/2^N d.h. z.B. Uref=5V N=2Bit-->ULSB/2=0.625V

Nach dem Flash Converter Prinzip benötige ich  2^N-1 Komparatoren und 
2^N-1 R's. sieht also so aus:       Uref----R/2---R---R---R/2---GND
                                          |   |   |
                                          |   |   |
                                        OPV  OPV  OPV

Wenn ich nun die Teilspannungen errechne fallen an R jeweils 1.667V und 
an R/2 0.833V ab d.h. ULSB/2=0.833V. 1LSB=FSR/2^N ergibt aber 1,25V und 
mit R Netzwerk siehe oben 1.667V. Wieso das?? Steh momentan grad voll 
daneben sorry. Bitte um Hilfe.

mfg
Fred

Autor: Tom (Gast)
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Ich denke, die beiden R/2 müssen auch R sein. Nur so ergeben sich die 
Schaltschwellen zu 25%, 50% und 75% Vref.

Autor: Fredl (Gast)
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Hallo Tom.

Im skript steht um die Schaltschwelle bei ULSB/2 zu ermöglichen, muss 
der letzte R, R/2 sein damit an ihm ULSB/2 abfällt.

Bei der Quantisierungsgeraden(kein Offsetfehler) fängt der erste 
Codewechsel von 00...0 auf 00...1 bei ULSB/2 an.

Hab schon Netz einige Prinzipschaltbilder angesehen z.B. 3-Bit 
Flash-Conv:

7 Komparatoren 6 Widerstände mit Wert R und 2 mit Wert R/2.

Mhhhhh...

Fred

Autor: Fredl (Gast)
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Weitere Frage: U_Ref=5V N=8Bit. Ist jetzt die analoge Größe des LSB 
5/256 oder 5/255??

Autor: Fredl (Gast)
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ok also wenn ich das jetzt laut wiki richtig verstanden habe schaut das 
so aus:

U_ref=5V N=2Bit d.h. es könne sich 4 Werte ergeben (00,01,10,11) ergibt 
eine Gweichtung von 33% 00=0V, 01=1,67V, 10=3,33V, 11=5V

Beim Flash-Converter sieht das dann so aus:

Uref----R/2-----R-----R----R/2----GND
             |     |     |
            4.16V  2.5V  0.833V(=ULSB/2)

Angenommen es liegen 1.15V an.U_ref=5V,N=2Bit. Der erste Codewechsel 
erfolgt ja bei ULSB/2=0.833V. Somit ergibt eine Spg. von 1.15V am 
Ausgang "01".

1LSB ist 1.67V d.h. alles was zwischen ULSB/2 (0.833V) und kleiner! 
ULSB+ULSB/2 (2.5V) ergibt "01" am Ausgang oder (wenn man  sich die 
optimale Quantisierungskennlienie anguckt)??

Hoff ich hab das so richtig verstanden :-/

mfg
Fred

Autor: Fredl (Gast)
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Hallo Leute, stimmt das nun mit dem oben genannten Beispiel. SInd jetzt 
also 2^N Komparatoren notwendig oder 2^N-1?? Hab Artikel gelesen da 
steht bei 8Bit sind es 256 und andere sagen 255.

Wenn es 2^N-1 Komp. sind stimmt aber die Regel Auflösung=FSR/2^N nicht 
oder weil ULSB dann 1,25V sein müsste(U_Ref=5V,2BIT) und nicht 1.67V

Vielleicht kann mir das noch wer erklären.

mfg Fred

Autor: Tom (Gast)
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Hi Fred,

also wenn bei 2 bit der Code 00 als 0,00V definiert ist, und der Code 11 
als 5,00V, dann ist ein LSB (=Schrittweite) in der Tat 1,67V. Und bei 8 
bit wären es geteilt Uref durch 255.

Das Problem gibt es öfter, z.B. gibt es zwischen 0 und 100 genau 101 
Zahlen.

Wenn in Deinem Skript steht, dass 0,00V +- 1/2 LSB dem Code 00 
entsprechen sollen, dann ist entweder
- Schrittweite 1,67V, Code 11 ist 5,00V +- 1/2 LSB  oder
- Schrittweite 1,25V, Code 11 ist 3,75V +- 1/2 LSB  oder
- irgendwas dazwischen.

Üblich, denke ich, ist Code 00 für die kleinste Spannung, wobei die 
untere Grenze des Bereichs 0,00V ist, negativer ist oft physikalisch 
nicht möglich. Ebenso Code 11 für den Bereich bis 5,00V. Daraus ergibt 
sich LSB=1,25V, und Code 00 bei 1/2 LSB +- 1/2 LSB, das heisst 0,00V bis 
1,25V.

Alles klar?

Autor: Fredl (Gast)
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Hi Tom,

also im Skript steht das bei ULSB/2 schon der erste Codewechsel erfolgen 
soll das, also von 00..000 auf 00..001

Ist jetzt es auslegungssache ob ich nun "11" als 5V(U_ref,FSR) oder 
3.75V interpretiere??? Wenn ich mir die Kennlinie im Skript angucke 
entspreicht der Digitalwert 111 7/8 U_FSR(Full Scale Rate) in meinem 
Fall entspricht "11" bei 5V/2-Bit  genau 3.75V (1LSB=1,25V) oder?

Bei Flash-Converter mit 2^N-1 Komp. erreiche ich aber kein LSB von 1.25V 
sondern 1.667V d.h. der unterste Komp. setzt bei ULSB/2 das erste Bit 
(01) (laut optim. Kennlinie). Müsste es nicht auch ULSB/2 und ein bissl 
sein weil sonst am Komp. beide Eingänge gleich gross sind und dann 0V am 
Ausgang sein müssten oder?



lg Fred

Autor: Tom (Gast)
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Wenn der Wert 111 der Spannung 7/8 FSR entdpricht, dann muss LSB in der 
Tat FSR/(2^N) sein. Also für das 3bit Beispiel 000=0V, 111=7/8*VREF, und 
für das 2bit-Beispiel 00=0V und 11=3.75V, also LSB=1.25V.

Das mit dem "bissl" mehr, damit der Comparator schaltet, sind nur ein 
paar µV und wird generell igoniert.

Autor: Manfred (Gast)
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Hallo Tom!

ok also das mit der Auflösung ist mir jetzt klar.

5V,2BIT: 1LSB=1,25V

Beim Flas-Converter aber kommen ja 2^N-1 Komparatoren bzw. 2^N-1 R's zum 
Einsatz wobei der oberste und unterste R/2 ist. somit ergibt sich in 
diesem Fall ein LSB von 1,66V und z.B "11" Digital am Ausgang ergibt ein 
MSB vom 4,167V (3,75 aber laut obriger Erkenntnis) mhhh...

lg fred

Autor: Manfred (Gast)
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sorry das MSB-Bit müsste 2,5V betragen, der wert "11" beträgt 4,16V !!!

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