Ich plane seit längerem den Bau eines Laserscanners. Dieser ist aus zwei Lautsprechern aufgebaut, auf denen jeweils ein kleiner Spiegel befestigt ist, der je nach Stromstärke unterschiedlich stark gedreht wird und somit den Laserstrahl ablenkt. Das Ganze geht in X- und Y-Richtung (Man kann später also auch einfache Bilder darstellen). Der Knackpunkt bei der Sache ist die entsprechende Digital zu Analog Elektronik. Ich habe überlegt ein Widerstandsnetzwerk aufzubauen, doch dieses erweist sich nicht gerade als linear. Da gibt es doch sicher elegantere Lösungen, oder? Wichtig: Der DAC muss Ströme von bis zu 1 Ampere bei etwa 3V abkönnen (Der Lautsprecher hat 4Ohm)
2 wichtige Angaben fehlen: welche Auflösung und wie schnell? An den DAC wirst du auf jeden Fall einen Leistungsverstärker anschliessen müssen, aber das ist kein Problem.
8 bit sollten schon drin sein. Bei der Geschwindigkeit muss ich überlegen... ...also 100000 Wertänderungen pro Sekunde wären nicht schlecht, oder ist das schon längst außerhalb des möglichen Bereichs?
Hat keiner eine Idee? Das sollte doch ein lösbares Problem sein. Ein passender Link würde genügen.
D/A Wandler von www.maxim-ic.com oder www.linear.com passende Leistungs-OPs gibt's bei www.national.com
Das mit den Lautsprechern klingt quasi nach einem Laser-Oszilloskop. D.h. Du strahlst Musik ab und stellst gleichzeitig deren NF dar. Wenn Du dagegen digitale Daten darstellen willst, wird das aus den Lautsprechern etwa so klingen, wie ein Modem (Zisch-Rausch-Klirr...) dürfte also nicht sehr unterhaltsam sein. Abgesehen davon wird es wohl schwer sein, solche 100kHz Super-Ultraschall Lautsprecher zu kriegen. Die Spiegel müßten auch extem leicht sein und dürften fast keinen Luftwiderstand haben. Wenn Du 0,1% Widerstände nimmst, kannst Du durchaus 8..10 Bit als R2R aufbauen, macht aber heutzutage kaum einer mehr. Peter
Es kann gut sein, dass ich mich mit den 100kHz etwas verschätzt habe. 10kHz oder weniger würden sicherlich völlig ausreichen. Das trotzdem Geräusche erzeugt werden ist natürlich klar, aber das stört ja nicht sonderlich. Notfalls werde ich versuchen die Membran etwas einzuschneiden. Zur Elektronik: Das Prinzip, einen DA-Wandler mit einem Operationsverstärker zu verknüpfen, ist mir auch geläufig. Nur scheitert es dabei an der Umsetzung. Gibt es da nicht schon vorgefertigte Schaltpläne (möglichst nicht zu aufwendig) an denen man sich orientieren kann?
AD-Wandler: Zur Digital-Analog-Wandlung empfehle ich Dir, einfach einen invertierten OP-Verstärker aufzubauen. Das Widerstandsnetz muß an den negativen Eingang des OPs; und der positive Eingang des OPs auf Masse. Da die Differenz zwischen den Eingängen ca. 0V beträgt addieren sich die entstandenen Ströme, und erzeugen über einen am negativen Eingang zum Ausgang hin angeschlossenen Widerstand eine abgreifbare Spannung (am Ausgang gegen Masse abgreifen!). Diese Spannung am Ausgang ist um 180 Grad verschoben. Genauigkeit, Last: Die digitalen Spannungswerte sollten möglichst genau sein, da sie über das Widerstandsnetzwerk die Ströme erzeugen! Hier ist vor dem AD-Wandler vielleicht noch eine zusätzliche Beschaltung notwendig, die die logischen Pegel in genauere Spannungen umformt. Auch solltest Du die Ausgänge am Mikrocontroller o.ä. nicht mit einem Widerstands-netzwerk beschalten, dessen Widerstände zu klein sind. Die Ausgänge werden sonst überlastet: 1 mA ist bei TTL als Ausgangsstrom die Norm. -> Rmin = 5V / 1mA = 5k z.B 4,7k. Dabei ist die Ausgangsspannung eher um >2V anzunehmen, Toleranz 0,4..0,7 V (siehe oben!). Abtastfrequenz filtern: Nach dem DA-Wandler solltest Du mit einem Tiefpaß die Abtastfrequenz deines Signals herausfiltern. Dazu kannst Du einen PT1 (Zeitver-zögerndes Glied 1. Ordnung) aufbauen. Es besteht aus einem invertierenden OP-Verstärker, wobei zwischen negativen Anschluß und Ausgang noch ein frequenzbestimmender Kondensator einzubauen ist. Okay, das PT1-Glied ist nicht besonders dämpfend, ein PTn-Glied kann aber zu Schwingungen führen. Zum gleichen Thema solltest Du auch beachten, dass gängige OPs mit Tiefpass ausgestattet sind. Stärker dämpfende digitale Filter (wie sie in handelsüblichen Geräten vorkommen) sind wesentlich komplizierter aufzubauen und zu berechnen (Stichwort: z.B. FIR). Ausgangsverstärker: Es ist nicht sinnvoll, diesen DA-Wandler und den Filter mit vollem Strom zu belasten. Daher solltest Du das Signal erst vor dem Stellen verstärken. Dazu eignet sich als Ausgangsverstärker ein OP- Impedanzwandler. Ein solcher Impedanzwandler besteht aus einer widerstandlosen Rückkopplung des Ausgangssignals auf den negativen Eingang. Am positiven Eingang des OP ist das zu verstärkende Signal anzuschliessen. Beachte, daß der OP sicher eine Kühlung benötigt und die Null-Offset-Spannung möglicherweise abzugleichen ist. Der Ausgangswiderstand des OPs MUß sehr klein sein. Willst Du dagegen eine Verstärkerschaltung aus Transistoren aufbauen, solltest Du auf deren Temperaturempfindlichkeit achten. Die Transistoren brauchen eine Gegenkopplung mit Widerständen, sonst läuft der Arbeitspunkt mit Erwärmung davon.
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