Hallo zusammen, ich möchte gerne einen R2R-Ladder DAC implementieren. Erst mal zum Spaß an der Sache, aber wenn ich schon dabei bin, bemühe ich mich darum, dass das Ergebnis was taugt. Daher kommt man zum Thema: Wiederstände "matchen", bzw aus eine grössere Menge 0.1% genauen Wiederständen möglichst ähnliche Paare finden. Dazu möchte ich eine Wheatstone-Brücke einsetzen. Die genaueste Wiederstände die ich bei Farnell finden konnte waren 0.005% genau. Plan wäre, ein Haufen 0.1% SMD Wiederstände zu kaufen und sie zu sortieren. Was mich dazu interessiert ist: - wenn man so was wie: http://hackaday.com/2009/02/13/tools-smart-tweezers/#more-8205 benutzt, um den gemessenen Wiederstand an die Schaltung "anzuschließen", kann der Kontak (in diesem Fall, die "Pinzette") zum Rauschen führen? Und wenn, wie stark? (wenn man minderstens 0.01% genau messen möchte, ist die Art von Kontaktierung stabil genug?) - kann mir jemand einen geeigneten Volt-Meter vorschlagen? Ich habe nicht vor einen Vermögen auszugeben, daher lieber was gebrauchtes. Es geht darum, möglichst genau die Spannung, in <1V Bereich. Dazu noch die Frage: gibt es hier jemanden, der so einen Wheatstone-Bridge noch genauer herstellen könnte? (z.B. so, dass die 2 "gleiche" Wiederstände auf 0.001% Toleranz genau sind? (ich weiß nicht, wie man das machen würde, aber wenn jemand sagt klar, dazu habe ich die Technik, würde für die GEnauigkeit A XYZ kosten, würde ich den Preis gerne wissen :) ) An der Stelle bin ich auch für die Frage: "wie genau geht das überhaupt" interessiert... Für weitere Vorschläge, wie man die Resistors optimal matchen kann, bin ich natürlich offen und sehr dankbar! :) (vielleicht ein Transformator, der die zu messende Spannung erhöhen kann, so dass man einen weniger genauen Volt-Meter nutzen kann?) Danke! Nikola
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Das Ergebis wir eh nichts taugen. Denn neben der Genauigkeit der Widerstaende ist auch deren Temperaturgang limitiert. Wieviele Bits sind denn geplant ? IMO, lass es sein.
Und es heißt WIderstand und NICHT WIEderstand -_- Das hat nichts mit wiederholen o.Ä. zu tun -_-
Das matchen der Widerstände kommt Dich teurer, als ein fertiger D-/A-Wandler. Egal, hier ein paar nätzliche Infos zu R2R: https://www.youtube.com/watch?v=AulX1OM7RwE und zum Ausmessen von Widerständen http://conradhoffman.com/mini_metro_lab.html gk
Ich habe noch keine genaue Vorstellung, wie viele Bits sinnvoll wären. Laut diversen Berichten, kann man einigermaßen sinnvolle Ergebnisse erzielen: http://www.sonicillusions.co.uk/discrete_dac.htm René, danke! (über manchen Worten macht man sich kein Gedanken, bis man korrigiert wird) :) Selbst wenn das Unternehmen nicht umgesetz wird, würde ich gerne das Gedankenspiel zumindest behalten. Meine Motivation ist das Auflösen von Black-Boxes. Auch wenn ich ziemlich genau verstehe, wie die DAC ICs funktionieren, bin ich mal gespannt, ob und wie man es "auch so" machen könnte... Hat nicht mit Effizienz zu tun, reines Neugier und zu viel Zeit.
Nikola Veber schrieb: > Die genaueste > Wiederstände die ich bei Farnell finden konnte waren 0.005% genau. Und die sind Dir zu teuer oder wo ist das Problem?
Das Problem ist: "Wiederstände" findest Du bei Farnell gar nicht, die schreiben sich ohne ie
Nikola Veber schrieb: > Wiederstände die ich bei Farnell finden konnte waren 0.005% genau. Die sind nicht 0.005% "genau". Die sind auf 0.005% beim Hersteller bei 25 Grad abgeglichen. Bis Du die in den Händen hälst sind sie schon stark gealtert. Außerdem haben die einen Temperaturkoeffizienten und möglicherweise noch eine Sensitivität für Luftfeuchtigkeit. Nikola Veber schrieb: > Daher kommt man zum Thema: Wiederstände "matchen", bzw aus eine grössere > Menge 0.1% genauen Wiederständen möglichst ähnliche Paare finden. Wie hoch ist der Widerstand der Schalter (und die Temperaturabhängigkeit) im Verhältnis zum Widerstand der R2R Widerstände. Wie hoch ist der Masseversatz an der Masseleitung Deines Schalterbausteins? Ich glaube kaum daß es Sinn macht 0.1% Widerstände matchen zu wollen. Es sei denn man baut einen DAC mit hochzuverlässigen mechanischen Schaltern. Gruß Anja
AUA! Das tut den Augen weh Nikola Veber, kannst du nicht mal den Titel anpassen? Du solltest die Sache mit dem Widerstand ja mitbekommen haben. Bitte passe den Titel an!
Neben den gematschten Widerständen sind die treibenden Quellen ein Toleranzfaktor. Nach meiner Meinung lohnt sich eine Tolerierung der Widerstände besser als 1% nicht.
Ach ja Nachtrag noch: billige SMD-Widerstände verändern den Widerstand beim Löten um bis zu ca 1%. -> dein Matching sollte nach dem Löten stattfinden. Gruß Anja
Wie sieht es mit den Teilen für die Durchsteckmontage aus? Sind sie beim Löten stabiler? Angenommen, Betreibstemperatur von Ladder wäre auf +-5 Grad geregelt (hat zwar mit dem Löten nichts zu tun, eher mit Sinn-Gehalt von Matching). (Titel angepasst, ich bin leider nicht so Schmerzempfindlich, was Rechtschreibung angeht, da Deutsch meine 3. Sprache ist. Entschuldigung für die Schmerzen, die das Fehler verursacht hat)
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Nikola Veber schrieb: > Wie sieht es mit den Teilen für die Durchsteckmontage aus? Sind sie beim > Löten stabiler? Das hängt sehr stark vom Aufbau des Widerstands ab. In der Regel sind die nicht so empfindlich. Wenn man die Anschlußbeine auch mit einer Zange während dem Löten kühlen kann wenn diese lang genug sind. Gruß Anja
Nikola Veber schrieb: > Plan wäre, ein Haufen 0.1% SMD Wiederstände zu kaufen und sie zu > sortieren. Bloß nicht! Nimm einfach eine Tüte SMD-Widerstände von der üblichen billigen 1% Sorte und gut ist es. Wenn du nen DAC damit bauen willst, dann mach das mit einem CMOS-Treiber - z.B. 8 Bit Bustreiber oder so und stelle dein R-2R-Netzwerk aus gleichen Widerständen zusammen. Ob du nun 2 parallel oder 2 in Reihe schalten willst, hängt nur von deinem Geschmack ab. Bei einem 8 Bit DAC würde ich nur an der 1. Stelle einen Lötplatz für nen Korrektur-R vorsehen, für die restlichen 7 Bit reichen die Herstellertoleranzen allemal aus. Zum Testen einfach den Wert per µC hochzählen und mit Oszi beobachten. Da sieht man Stufenfehler ganz gut. W.S.
W.S. schrieb: > Bei einem 8 Bit DAC Der oben angesprochene Abgleich auf 0.01% spricht nicht für einen 8 Bit DAC als Ziel. Eher für 14(-16) Bit. Gruß Anja
Anja schrieb: > Der oben angesprochene Abgleich auf 0.01% spricht nicht für einen 8 Bit > DAC als Ziel. Eher für 14(-16) Bit. > > Gruß Anja Manche Menschen sollte man nicht durch harte Fakten bei Ihren Träumen stören. :-)
Nikola Veber schrieb: > ich möchte gerne einen R2R-Ladder DAC implementieren. Erst mal zum Spaß > an der Sache, aber wenn ich schon dabei bin, bemühe ich mich darum, dass > das Ergebnis was taugt. Der R2R-Ladder ist ja nicht alles. Die Genauigkeit bestimmen auch die Referenz und die Analogschalter. Solche händisch aufgebauten DACs sieht man, wenn überhaupt, nur für 4..8 Bits. Darüber steigt der Aufwand und sinkt die Stabilität gegenüber einem fertigen DAC-IC deutlich.
Nikola Veber schrieb: > Meine Motivation ist das Auflösen von Black-Boxes. Auch wenn ich > ziemlich genau verstehe, wie die DAC ICs funktionieren, bin ich mal > gespannt, ob und wie man es "auch so" machen könnte... Dazu würde ich das Ding jeweils mit billigen Kohlewiderständen (5%) und Metallfilmwiderständen (1%) bauen. Dann ist die Ungenauigkeit größer um die Genauigkeit abzuschätzen zu können bzw. um abzuschätzen ab wann die Methode an seine Grenzen stößt. Meistens will man ja in Erfahrung bringen welcher Aufwand für eine bestimmte Genauigkeit oder Auflösung nötig ist. Um das Prinzip zu verstehen reicht es allemal. Was nützt es dir wenn du die Präzision und Fehleranfälligkeit nachvollziehen willst wenn das Ergebnis sehr genau ist und der Fehler so gering ist, daß du ihn kaum bewerten kannst? Dann kannst du zukünftig immer nur mit Kanonen auf spatzen schießen oder mußt neue Versuche starten. Anja schrieb: > Eher für 14(-16) Bit. Das habe ich jetzt nicht nachgerchnet. Ich glaube das einfach mal.;-) In dem Falle muß man schon sehr genau messen um nicht nur den Fehler zu finden, sondern auch das Fehlerverhalten zum Verständnis analysieren zu können. Dazu mußt du den Fehler stark vergrößern um sein Verhalten sehen zu können. Eine große Verstärkung bringt aber seine eigenen Fehler mit in die Fehleranalyse. In diesem Falle wäre einfacher und billiger wohl einfacher und billiger und zweckmäßig(er) ;-)
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>ich möchte gerne einen R2R-Ladder DAC implementieren
Ja, schon.
Aber es gibt sinnvollere Arbeiten.
Z.B.
= Selbst aus Baumstamm herausgesägte Dachlatte
= Stelle einen eigenen Backstein her
= Baue einen eigenen Wasserhahn
= Neuer Autoreifen selbst gebacken aus eigener Kautschukplantage
usw.
Gruss
Erich schrieb: > = Selbst aus Baumstamm herausgesägte Dachlatte Irgendwie fand ich das noch am Lustigsten.^^ Es kann aber auch Sinn machen wenn man sich darin üben will die Genauigkeit abzschätzen oder generel Dinge nachvollziehen will. Manchmal kommt ein überraschender AHA-Effekt. Andere haben damit auch schon einen TV-Ausgang am AVR kreiert um damit eine Spielekonsole zu machen (Uzebox). Ein paar Widerstände und das entsprechende Verständnis et voilà, man hat ein Farbbild auf der Röhre. Niemand brauch so etwas. Aber es braucht auch niemand einen Keks. Trotzdem will ich ab und an Einen. :D
Zuerst: Vielen dank für viele Infos! Danach eine kleine Anmerkung: Ich möchte überhaupt nicht herumzicken, da es einige Antworte gab, die mit der Frage was zu tun haben, aber in dem ersten Post gibt es keine Rede von Bits etc. Die Materie kenne ich als Dipl. Informatiker gut genug, besonders auf der Ebene die diskutiert worden ist. Warum ich einen DAC bauen möchte, und wie genau es sein sollte, und ob ich dazu auch selber mein Brot mit abgestimmte Krüste backe, so dass ich mit dem Knuspern vielleicht Noise-Shaping/Masking machen kann, ist nach wie vor mir überlassen. Wohlmöglich werde ich den DAC nie tatsächlich bauen. Nimmt das bitte als reines Gedankenexperiment an. Wie vorher schon gesagt: "Hat nicht mit Effizienz zu tun, reines Neugier und zu viel Zeit." Das mit den Dachlatten ist ja dar nicht so weit vom Ziel: Im Bad habe ich einen Washbeckentisch aus Altholz. Die Holzstücke haben letzte ca. 500 Jahre irgendwo verbaut verbracht, bis sie in mein Bad umziehen mussten. Dann stellte sich die Frage: wieso sehen manche Oberflächen so, wie sie aussehen. Könnte man so was machen? Es ist ein Brett, kann man kaufen, ist billiger etc, aber vielleicht hat man ja Lust, so was zu machen. Einfach, weil man kann, oder sehen will, ob er oder sie es kann. Ich habe es schon herausgefunden wie, wenn ich es mal ausprobieren sollte, sage ich gerne Bescheid, wie es gelaufen ist :) Also bitte das Thema locker und möglichst geeky betrachten! :)
Nikola Veber schrieb: > aber in dem ersten Post gibt es keine > Rede von Bits etc. Die Bits stecken in dem D vom DAC. Alternativ kannst Du mal in der Werkzeugkiste nachschauen, eim Akkuschrauber sollten auch welche liegen. :P
Näh, Akkuschrauber muss Delta-Sigma sein, weil er nur einen Bit gleichzeitig verwenden kann. Dazu eine passende Brotkrüste zu entwickeln wäre einfach geschmacklos ;)
Also wenn wir nun anfangen Erbsen und Linsen zu zählen sind wir glaube ich auf dem Holzweg. Außerdem hat Aschenputtel ihren Schuh schon wieder. Jetzt fehlt ihr nur noch das alte Brett vom Küchenregal. Wo ist es nur?
Nachdem hier viel gelabeert und wenig zweckdienliches kam, mal die Beschreibung wie ich die Widerstaende ausgesucht hab. Basis waren 4k7 1% in SMD 0805. Die gemessenen Werte streuten von etwa 4,69 bis 4,79. Einfaches einsortieren in die Quantile: 4,69 4,70 4,71 ... 4,79 Das groesste Haeufchen wird dann zum Bau benutzt. Die 2R kann man auch aus dem Maximum angrenzenden Quantilen zusammenbauen. Angetrieben wurde das ganze mit einem 74HC595 und gab fuer einen 8-Bit-Wandler was Linearitaet und Monotonie angeht eine recht gute Figur ab. Mindestens hat es Spazzz gemacht :-)
Nikola Veber schrieb: > Näh, Akkuschrauber muss Delta-Sigma sein, weil er nur einen Bit > gleichzeitig verwenden kann. > > Dazu eine passende Brotkrüste zu entwickeln wäre einfach geschmacklos ;) Logisch. Für sowas ist NUR ein Rührkuchen aus der Guglhupf-Form geeignet - aber abgebröselt und nicht gekrustet. Und wenn man ihn mit Aprikosengeist tränkt, kriegt er auch die nötigen Umdrehungen für den Akkuschrauber. Endlich mal ein sinnvoller Beitrag hier. Aber mal zu all den Anderen: In meinem Radio (AR7030) steckt ein halbdiskretes DDS für die Frequenzeinstellung - und der hat digitale Ausgänge, an denen jewils ein völlig diskreter R2R-DAC mit 12 oder 14 Bit angeschlossen ist (müßte nachschauen, hab's nicht auswendig gelernt). Und da ist NIX sonderlich ausgesucht und abgeglichen, weil zwar die schiere Auflösung für die Kurvenform wichtig ist, nicht hingegen die Absolutgenauigkeit. Ergo: Sowas gibt's - und zwar in kommerziellen und GUTEN Geräten. W.S.
Nikola Veber schrieb: > Näh, Akkuschrauber muss Delta-Sigma sein, weil er nur einen Bit > gleichzeitig verwenden kann. 2Bit-Akkuschrauber gibts auch: http://cdn.idealo.com/folder/Product/2931/7/2931747/s1_produktbild_mid/mansfield-dual-drill-max-de-luxe-2-akkus.jpg
Angehängte Dateien:
-
DA-Wandler.png
16 KB
W.S. schrieb: >ein völlig diskreter R2R-DAC mit 12 oder 14 Bit > Und da ist NIX sonderlich ausgesucht und abgeglichen, weil > zwar die schiere Auflösung für die Kurvenform wichtig ist, nicht > hingegen die Absolutgenauigkeit. Du meinst, mit einer solchen Kurve wärst Du auch zufrieden?
Nikola Veber schrieb: > ich möchte gerne einen R2R-Ladder DAC implementieren. Erst > mal zum Spaß an der Sache, aber wenn ich schon dabei bin, > bemühe ich mich darum, dass das Ergebnis was taugt. Lobenswert. > Daher kommt man zum Thema: Wiederstände "matchen", bzw aus > eine grössere Menge 0.1% genauen Wiederständen möglichst > ähnliche Paare finden. Übertreibung. ABSOLUTE Übertreibung. Vor dem R-2R-Netzwerk kommt irgend eine Art von Schaltern. Die ON-Widerstände dieser Schalter sind nicht gleich, und das führt zu Fehlern. Betrachte diesen Fehlereinfluss. Hinter dem R-2R-Netzwerk kommt irgend eine Art von Verstärker. Dieser Verstärker hat weder Null Ohm Eingangswiderstand, noch ist der Eingangswiderstand unendlich hoch. Betrachte diesen Fehlereinfluss. Du begehst einen Anfängerfehler, indem Du nur die Toleranzen der Widerstände betrachtest und die Gesamtschaltung aus den Augen verlierst. 10Bit Genauigkeit kann man vielleicht erreichen; mehr ist in meinen Augen unrealistisch. Meine erste Soundkarte war ein R-2R-Netzwerk aus (nicht selektierten) 1%-Widerständen am Parallelport :-)
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