Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik DAC-Ausgabe verfeinern


von Dingolfinger (Gast)


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Ich möchte ein besonders hochauflösendes Analogsignal erzeugen, bin aber 
durch die Bandbreite des DAC begrenzt. Das betreffende Test-Board hat 
eine Grenzfrequenz von 10MHz, fällt dann steil ab. Die Daten, die ich 
ausgebe, werden per Controller auf das Board geschoben und dann zyklisch 
abgespielt.

Jetzt habe ich mir überlegt, einen zweiten Kanal des boards dazu 
zuschalten und es genau so zu machen, sodass ich die doppelte Frequenz 
bekomme. Dazu möchte ich die auszugebenen Daten alternierend schreiben, 
also erst die ungeraden auf den ersten Kanal und die geraden auf den 
zweiten.

Wenn dann beide gleichzeitg abspielen, würden sich die Daten jeweils 
addieren. Damit es so funktioniert, wie ich es will, müssten nach meiner 
Meinung die Daten des zweiten Kanals um 90 Grad verschoben werden, was 
dann 180 Grad in der neuen Domain wären. Damit hätte ich im zweiten 
KKanal die Zwischenpunkte und im ersten die Originalen.

Zusammen kann sich das Signal dann doppelt so oft ändern und müsste 
20MHz entsprechen.

Oder, liege ich da falsch?

Bis wohin kann man das machen? Erhalte ich mit 4 Kanälen (weiteres 
board) dann 40 MHz?

von Chris L. (kingkernel)


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Verstehe ich das richtig? Du willst die Ausgänge von 2 DAC's parallel 
schalten, um die Schaltfrequenz so zu erhöhen?
Das würde in einem Kurzschluss enden.

von H. G. (Gast)


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Die Ausgänge müsste man mit einem OP addieren, würde ich sagen.
Hab das aber noch nicht gemacht.

von Helmut L. (helmi1)


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Dingolfinger schrieb:
> Zusammen kann sich das Signal dann doppelt so oft ändern und müsste
> 20MHz entsprechen.

Das sollte so funktionieren um die Abtastrate zu erhoehen. Das 
zusammenschalten solltes du mit einem Addierer machen. Deine 
Bit-Aufloesung steigt dabei allerdings nicht.

Eventuell mueste noch eine S&H Stufe hinter dem jeweiligen DAC.

von H. G. (Gast)


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Wieso? die SH würde das Signal doch rechteckiger machen. Nach dem DAC 
ist das Signal doch kontinuierlich und kann permanent mit einem anderen 
gemischt werden.

von Helmut L. (helmi1)


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G. H. schrieb:
> Wieso? die SH würde das Signal doch rechteckiger machen. Nach dem DAC
> ist das Signal doch kontinuierlich und kann permanent mit einem anderen
> gemischt werden.

Der TO will doch einen hoehere Ausgaberate haben und nicht eine hoehere 
Bitanzahl. Hoehere Ausgangerate = hoehere Frequenzen = rechteckiger.
Wenn das Signal verschliffen wird braucht man keinen schnelleren DAC.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Naja, nehmen wir an, Du möchtest die höchste Frequenz mit z.B. Pegel 
'+/-1' ausgeben. Dann bekommt der eine Wandler immer +1 und der andere 
jedes Mal -1.

Was bekommst Du, wenn Du die beiden Signale addierst? Immer eine 0 ...

Du hast mit der Addition einen Tiefpass gebaut!


Gruß

Jobst

von H. G. (Gast)


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Helmut Lenzen schrieb:
> Der TO will doch einen hoehere Ausgaberate haben und nicht eine hoehere
> Bitanzahl. Hoehere Ausgangerate = hoehere Frequenzen = rechteckiger

Wieso soll das Signal "rechteckiger" werden??

von Helmut L. (helmi1)


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G. H. schrieb:
> Wieso soll das Signal "rechteckiger" werden??

Den Begriff "rechteckiger" hast du eingefuehrt.

Ich sagte das der TO eine hoehere Ausgangsfrequenz haben moechte als das 
was mit einem DAC alleine zu erreichen waere.

Deinen Begriff "rechteckiger" verstehe ich so das in dem Signal dann 
hoehere Frequenzanteile vorkommen.

von Chris L. (kingkernel)


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Warum nicht einfach einen DAC nehmen, der bereits von sich aus die 
höhere abtastrate besitzt. alles andere wäre pfusch und würde nur auf 
kosten der qualität gehen

von Helmut L. (helmi1)


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Christian L. schrieb:
> Warum nicht einfach einen DAC nehmen, der bereits von sich aus die
> höhere abtastrate besitzt. alles andere wäre pfusch und würde nur auf
> kosten der qualität gehen

Das waere die Trivial-Loesung. Nur leider hat der TO keinen schnelleren 
DAC auf dem Board aber dafuer 2 langsamere.

Its es schon aufgefallen das der TO sich nicht mehr gemeldet hat?

von Dingolfinger (Gast)


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keine Sorge, bin noch da. :-)

Helmut Lenzen schrieb:
> Nur leider hat der TO keinen schnelleren
> DAC auf dem Board aber dafuer 2 langsamere.

genau so ist es und ich möchte eigentlich nichts umbauen

ich dachte mir, dass ich einfach zwei kanaele zusammen schalte.

normal wäre es ja, zwei exakt synchron -> mehr amplituduenauflösung

aber ich will, zeitversetzt ->  mehr frequenzauflösung

ich bin mir nur nicht sicher, wie ich den ausgang hinbekommen soll, da 
ja in wirklichkeit beide nach wie vor mit derselben frequenz arbeiten

von Helmut L. (helmi1)


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S&H Switch
DAC1---------------
                    -------+---- Ausgang
DAC2---------------        |
                           C
                           |
                           gnd

Was du brauchst ist wie gesagt eine Sample Und Hold.
Da dein Dac nicht schnell genug einschwingt kann muss du den Wert mit 
einer schnellen S&H zwischenspeichern.
Du gibts einen Wert aus nachdem der DAC sich eingeschwungen hat wird die 
S&H den Wert zwischenspeichern dann das ganze für den anderen Kanal.
Die S&H muss natürlich schneller als der DAC sein.

von Purzel H. (hacky)


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So ein Verhalten setzt eine Schrittantwort auf einen Schritt voraus. 
Wenn der DAC aber nur begrenzt schnell ist, wird's schwierig.
Mach doch einfach mal den Versuch.

von Dingolfinger (Gast)


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Wo soll das S&H eingebaut werden? Ich komme ja nur an den Ausgang der 
Schaltung dran.

von Helmut L. (helmi1)


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Dingolfinger schrieb:
> Wo soll das S&H eingebaut werden? Ich komme ja nur an den Ausgang der
> Schaltung dran.

An den Ausgang der DACs.

DAC1,2 sind deine DAC Ausgaenge.

von H. G. (Gast)


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Ich sehe das immer noch nicht ein. Warum muss das Signal gehalten 
werden? Der DAC schwingt doch "angemessen" in die neue Position, warum 
also halten? Und auf welchen Takt?

Machen wir mal langsam:

DAC1 : (2 Punkte = 1 Sample)

              ****
            **    **
    ********        **
  **                  **
**                      **



DAC2: (um ein halbes Sample verschoben)


   **      **
 **  **  **
*      **


Ergebnis:
             *
    **      *
   *  **  **
  *     **
 *
*


Das Ergebnis ist doppelt so steil.

Es reicht ein OP als Summierer / addierender Mischer

von Jobst M. (jobstens-de)


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Gerald Hellinghaus schrieb:
> Ich sehe das immer noch nicht ein.

Dann erzeuge doch mal eine Maximalfrequenz bei maximalem Pegel. Über 
mehr als 2 Perioden.


Gerald Hellinghaus schrieb:
> Das Ergebnis ist doppelt so steil.

Dein Ergebnis ist verstärkt (x2). Und gefiltert.
Nicht steiler und nicht hochfrequenter.



Gruß

Jobst

von Dingolfinger (Gast)


Angehängte Dateien:

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Ich hatte meine Überlegung dieser Grafik entnommen, aber übersehen, dass 
die Steilheit auf die Amplitude zurückzuführen ist. Das Mischen um 90 
Grad klappt zwar mit Sinus, aber ich bekomme trotzdem einen Sinus.

Ich kann mir aber immer noch nicht vorstellen, wie ein S&H funktioniert:

Sollen jetzt die binären Werte addiert werden oder die analogen?

Dann brauche ich einen Analogmultiplexer, oder?

von Helmut L. (helmi1)


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Dingolfinger schrieb:
> Ich kann mir aber immer noch nicht vorstellen, wie ein S&H funktioniert:
>

Eine S&H entnimmt eine Stichprobe und speichert sie Analog zwischen in 
einem C. Diese Abtastzeit muss allerdings kuerzer sein als die 
Settlingtime des DACs. Also nach dem ausgeben des Wertes an den DAC wird 
gewartet bis es sich eingeschwungen hat. Dann wird der Analoge Wert 
durch die S&H zwischengespeichert. Der DAC ist danach wieder frei fuer 
die naechste Wandlung. In der zwischen Zeit haelt die S&H den Wert fest. 
Parallel dazu arbeitet der 2. DAC um 50ns versetzt. Auch er wandelt bei 
10MHz in 100ns den Wert. Die S&H entnimmt jetzt wechselweise in 50ns 
Abstaenden jeweils einen Wert von einem DAC. Dabei muss die S&H 
allerdings wesentlich schneller sein als die DACs. Resultat: alle 50ns 
einen neuen Analogwert und damit doppelt so schnell als ein DAC. Du 
braucht die S&H um den Analogwert um 50ns zwischenzuspeichern damit du 
den DAC wieder mit neuen Werten fuettern kannst.


> Sollen jetzt die binären Werte addiert werden oder die analogen?
>

Weder noch es wird zwischen den beiden DACs mit doppelter Wandlungsrate 
umgeschaltet.

> Dann brauche ich einen Analogmultiplexer, oder?

Die S&H kann man so als  Analogmultiplexer sehen.

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