שְׁאֵלָה:
מדוע בדרך כלל אין מיקרו-בקרים DAC על שבב?
Federico Russo
2012-03-24 14:39:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

ב תשובה זו קראתי שלמיקרו-בקרים אין בדרך כלל DACs, בעוד שיש להם ADC. למה?

ערוך
אני מעריך ששילוב נגדים כמו ב- R-2R DAC הוא יקר מבחינת נדל"ן (תודה מייק, על תשובתך), אבל חשבתי ניתן להפוך את ה- DAC הנוכחי לקטן מאוד מכיוון שהם זקוקים רק לקומץ טרנזיסטורים.

+1 זו שאלה ממש טובה. תהיתי גם אותו דבר.
אני צריך למדוד 2 מתח עם A / D ואז לייצר 2 אותות D / A בו זמנית. זה כדי לשלוט על הזרם באמצעות 2 טרנזיסטורים בו זמנית. הרעש וחוסר הליניאריות של שיטות ה- PWM המסוננות בקוטב יחיד או כפול הם בעיה אמיתית. לפעמים אתה כן רוצה "לחזור לאנלוגי". נראה בשבילי הפיתרון של ברוש. כל הסיבה ללכת עם מיקרו מלכתחילה היא להפחית את ספירת החלקים. הוספת דברים כמו D / A של החוץ מביסה את זה מחוץ לשער.
חָמֵשׁ תשובות:
Olin Lathrop
2012-03-24 19:30:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

ראשית, לחלק מהמיקרו-בקרים יש ממירי D / A. עם זאת, אלה הרבה פחות נפוצים מממירי A / D.

מלבד הנושאים הטכניים, הסיבה העיקרית היא הביקוש בשוק. תחשוב על זה. איזה סוג של יישום ידרוש D / A אמיתי? זה די נדיר לרצות שמיקרו ייצר אות אנלוגי במהירות גבוהה, אלא אם כן הנקודה היא עיבוד אותות. השוק העיקרי לשם כך הוא אודיו, וזה זקוק להרבה יותר רזולוציה ממה שאתה יכול לבנות עם אותו התהליך המשמש לייצור המיקרו-בקר הדיגיטלי. אז אודיו ישתמש ב- A / Ds ו- D / As בכל מקרה. DSP המיועדים ליישומים כאלה יש חומרת תקשורת מובנית לדבר עם מכשירים חיצוניים כאלה, כמו I2S.

אחרת עבור יישומי בקרה רגילים, האסטרטגיה היא להמיר לדיגיטל מוקדם בתהליך ואז לשמור דברים דיגיטליים. זה טוען ל- A / Ds, אך D / As חסרי תועלת מכיוון שאתה לא רוצה לחזור לאנלוגי.

דברים שמיקרו-בקרים שולטים בדרך כלל נשלטים באמצעות PWM (PulseWidth Modulation). החלפת ספקי כוח ואודיו מסוג D עובדים מטבעם על פולסים. בקרת מנוע, בקרת סולנואיד וכו 'נעשית עם פולסים ליעילות. אתה רוצה שאלמנט המעבר יהיה מופעל לחלוטין או כבוי לחלוטין מכיוון שמתג אידיאלי לא יכול להפיץ שום כוח. במערכות גדולות או בהן כוח הקלט מועט או יקר (כמו הפעלת סוללה), יעילות מערכות החלפה חשובה. בהרבה מקרים בינוניים ההספק הכולל בשימוש אינו הנושא, אלא להיפטר מהכוח המבוזבז כמו שהוא חום. מעגל מיתוג שמתפזר 1 וואט במקום 10 וואט עשוי לעלות קצת יותר בחלקים אלקטרוניים מאשר במעגל הליניארי 10 וואט, אבל הוא הרבה יותר זול מכיוון שאינכם צריכים גוף קירור עם גודל ומשקל נלווים, אולי אוויר מאולץ. קירור, וכו '. טכניקות מיתוג הן בדרך כלל נוגדות טווח מתח כניסה רחב יותר.

שים לב כי ניתן להשתמש ביציאות PWM, הנפוצות מאוד במיקרו-בקרים, ליצירת אותות אנלוגיים במקרים חריגים שבהם אתה זקוק להם. סינון מעבר נמוך של פלט PWM הוא הדרך הקלה והכי נחמדה ליצור אות אנלוגי ממיקרו כל עוד יש ברשותך מספיק מוצר ברזולוציה מהירה. תפוקות PWM מסוננות הן חד-גוניות וליניאריות להפליא, והרזולוציה לעומת המהירות יכולה להיות שימושית.

האם היה לך משהו ספציפי בראש שאתה רוצה שמיקרו יהיה לו ממיר D / A? רוב הסיכויים שניתן לפתור את זה עם PWM מסונן נמוך או שיהיה צורך ב- D / A חיצוני בכל מקרה למהירות ברזולוציה גבוהה יותר. הפער בין PWM מסונן לחיצוני הוא די צר, וסוג היישומים שזקוקים בפועל לאות כזה הוא גם קטן.

מלבד אודיו מחולל פונקציות שרירותיות (ARB) הוא בערך היישום היחיד שאני יכול לחשוב עליו במקום בו אינך יכול להשתמש ב- PWM.
הנקודה היחידה שבה DAC נראה לי שימושי כאשר ברזולוציה גבוהה רצוי ומהירות גבוהה. ל- PWM יש רזולוציה מוגבלת בגלל הדלפק או הטיימר, ועם מהירות עדכון מסוימת הוא דורש התייחסות מהירה מאוד.
המקום השני שהוא שימושי הוא כאשר אתה זקוק למתח לקצץ עבור חיישן אנלוגי מקוזז אקראי.
קיזוזי @Rocket: לקצץ הם רוחב פס נמוך מאוד, ולכן PWM מסונן עם מעבר נמוך מתאים להם. זה לא דורש הרבה חלקים נוספים מכיוון שבדרך כלל אתה רוצה להזיז ולהקטין את טווח הפלט המלא לצורך התאמת גימור.
אני לא בטוח עד כמה מייצגים יצרני מיקרופון אחרים, אך כ -10% ממיקרובי ה- PIC מכילים D / A על גבי הלוח, אני מאמין שכולם 10 ביט. ל- 16 PICs (בעיקר במשפחות PIC24 ו- dsPIC33 אך מספר PIC16) יש שני D / A.
mikeselectricstuff
2012-03-24 15:03:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

DACs יקרים יחסית באזור הסיליקון. הרבה פחות יישומים זקוקים לפלט אנלוגי מאשר קלט, ופונקציונליות DAC הדרושה לחלק גדול מהיישומים ניתנת להשגה בזול יותר באמצעות PWM ובכמות קטנה של סינון חיצוני.

supercat
2013-09-24 00:42:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

שתי סוגיות נוספות, טרם הוזכרו:

  • ישנם מקרים רבים בהם חלק יצטרך להיות מסוגל למדוד את המתחים על פינים רבים, אך לא בו זמנית. ניתן להשתמש ב- ADC יחיד יחד עם שער מעבר אחד לסיכה בכדי להשיג זאת. לעומת זאת, רוב החלקים שיזדקקו למספר יציאות DAC יצטרכו אותם בו זמנית.

  • המעגלים שממשקים ADC לעולם החיצון צריכים להיות מסוגלים להעביר רק זרם מספיק לטעון או לפרוק כל קיבול מכוון או טפילי במעגלי הקלט של ה- ADC. לא רק שזו כמות זעירה למדי של זרם, אלא שהיא עצמאית בלתי תלויה ביישום. השטח הנוסף הנדרש לטיפול בדרישות הטיפול הנוכחי "במקרה הגרוע ביותר" יהיה זניח בהשוואה למה שיידרש למשהו שיכול לעבוד בנסיבות יישום נוחות. לעומת זאת, יישומי DAC שונים יהיו בעלי דרישות מקוריות או שוקעות נוכחיות שונות, וכמות שטח השבבים הנדרש לטיפול בדרישות אלה תשתנה מאוד. הוצאה של 20% משטח השבבים של אחד על מספר DACs שתואם במדויק את דרישות היישום תהיה הגיונית, אך הוצאה של 20% משטח השבבים ביישום שבו DACs קטנים יותר שלקחו 5% בלבד היו מספיקים. >

אגב, אחת הטכניקות שלא ראיתי בהן הרבה היא לשלב DAC עם PWM. כאשר משתמשים ב- R / 2R DAC, קל להוסיף קלט נוסף שמשקלו זהה ל- LSB (כך למשל ל- DAC של 3 + 1 כניסה יש משקולות של 1/2, 1/4, 1/8, ו 1/8). נטילת DAC של 8 סיביות והוספת אות PWM אליו עשויה להניב תוצאה של 12 סיביות עם 1/128 מהרעש של PWM של 12 סיביות, אך בעלות נמוכה יותר משימוש ב- DAC של 12 סיביות של ליניאריות דומה.

Rocketmagnet
2012-03-26 03:12:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

כפי שאולין אמר, לחלק מה- MCU יש DACs. תסתכל על Cypress PSoC3 ו- PSoC5. הם מכילים עד שני DACs. אלה יכולים להיות שימושיים ביותר ביישומי חישה אנלוגיים הדורשים מתח לקצץ לפני הגברה.

לדוגמה, השתמשנו באחד למדידת תפוקות חיישני לחץ. לכל שבב חיישני לחץ יש קיזוז מתח אקראי. כאשר ה- MCU מתאפס, הוא מכוון את מתח ה- DAC לפחות מפלט החיישן. ואז מגביר את ההבדל בין המתחים הללו.

נהדר להיות מסוגל לקבל את ה- ADC, DAC, Opamps ו- MCU בשבב אחד.

אודות השימוש שלך ב- DAC עם חיישן לחץ, שבו החלת את מתח הקיזוז. כמובן, אינני יודע את פרטי המעגלים שלך. אך האם לא יהיה קל יותר להקליט את הקיזוז בזיכרון ה- uC ולהחיל תיקון דיגיטלי בקושחה?
@NickAlexeevit לא יכול להיות הדבר הכי טוב, מכיוון שעושים ככה אתה מבזבז חלק קטן מהטווח של ה- ADC, ומוריד את הדיוק.
בְּדִיוּק. אם ברצונך להחיל הגברה (x50), עליך להיות במתח ההפרש הנמוך ביותר בלחץ אפס.
Patrick Pribyl
2017-05-06 14:49:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אם בוחנים זאת מחדש בשנת 2017, קיימות כיום מספר משפחות מיקרו-בקר הכוללות DACs (בנוסף ל- Cypress PSOC ול- PIC המפורטים לעיל):

  • התקנים אנלוגיים ADuC70xx
  • Atmel AVR XMEGA (חלקים מסוימים)
  • אינפיניאון XMC4100 / XMC4200
  • סדרת NXP Kinetis, אחרות
  • Renesas H8, R8, אחרים
  • מעבדות סיליקון
  • STMicroelectronics חלק מסדרת STM32
  • TI, חלק מסדרת MSP430, גם חלק מסדרות C2000
  • Zilog (עם מעבד Z8)

חיפוש ב- Digikey P אינדקס מוצרים> מעגלים משולבים (IC)> מוטבע - מיקרו-בקרים נותן רשימה, עם אחת העמודות שכותרתה "ממירי נתונים"



שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 3.0 עליו הוא מופץ.
Loading...