贴个俺折腾了一个多小时的仿真图：积分DAC

huayuliang · 发表于 2011-10-29 23:42:05

这是一个积分型D/A转换电路，实际上就是积分型A/D的逆过程。图里的电路只是按原理画出来的。
输出电压越高转换的时间越长（积分时间），虽说可以用切换积分电阻的方式提高速度，不过这东西俺只是仿真玩玩，就不继续折腾了。
从仿真上看，输出很稳定。

(原文件名:2011-10-29 22 01 00.png)

(原文件名:2011-10-29 22 02 08.png)

JQ_Lin · 发表于 2011-10-30 01:19:30

我的电脑主板冒了白烟，很久没有上来了。
借着为朋友修好的电脑上来溜达一趟，遇见花生，顺便顶一把，花生辛苦。

i55x · 发表于 2011-10-30 01:31:33

这种垃圾电路被淘汰的原因是没有考虑工频干扰。
双积分流行的原因恰好是对信号的积分时间是20ms（50Hz的倒数）的整数倍，把工频干扰消灭了，反过来对基准负向积分不受工频干扰。

1ongquan · 发表于 2011-10-30 11:02:27

这个电路对RC的稳定性要求高，实际制作恐怕会碰到与7135类似的积分电容选择问题

huayuliang · 发表于 2011-10-30 11:34:32

回复【1楼】JQ_Lin
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俺说您老咋好久不上了呢。。

回复【2楼】i55x
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汗～～你当积分A/D呢？？？

回复【3楼】1ongquan
这个电路对rc的稳定性要求高，实际制作恐怕会碰到与7135类似的积分电容选择问题

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这个倒是有可能，还没实做，啥时候再有兴趣再折腾吧。。。

俺在想，这种方式的性能与PWM有多大差异？
毕竟PWM方式的D/A本质上也属于积分类型。可以肯定的是，这种电路如果做成高速的，势必要比PWM的速度高很多倍。

gzhuli · 发表于 2011-10-30 11:38:09

这个电路精度主要由R1 C1决定，而电容精度是最没保障的，所以积分DAC线性可以做得很好，但绝对精度很难保证。
积分ADC之所以发展出双斜，就是要通过一正一负的积分过程把电容的误差抵消掉。

gzhuli · 发表于 2011-10-30 11:53:32

回复【4楼】huayuliang 花生
俺在想，这种方式的性能与PWM有多大差异？
毕竟PWM方式的D/A本质上也属于积分类型。可以肯定的是，这种电路如果做成高速的，势必要比PWM的速度高很多倍。
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PWM做不了太高频，是受到电子开关在高频下上升沿下降沿的dV/dt限制，频率越高就越不准。
积分DAC做高频也要受到积分电容ESR、电流源非线性等因素的限制，哪个速度高还很难说。

huayuliang · 发表于 2011-10-30 11:55:09

回复【5楼】gzhuli 咕唧霖
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那有啥办法保证一定的精度么？

gzhuli · 发表于 2011-10-30 12:24:31

暂时没啥好思路。
感觉研究这个还不如研究两路PWM合成一路高精度高速度输出更好。

20061002838 · 发表于 2011-10-30 13:32:39

学习

huayuliang · 发表于 2011-10-30 14:50:30

回复【8楼】gzhuli 咕唧霖
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PWM 的速度慢，国外网站上倒是有个电路，快速稳定的，不过俺仿真过，也实做过，感觉速度还是慢。话说对一般应用来说倒是很快了。

你说的“两路PWM合成一路”没太明白，能说下大致的思路么？

gzhuli · 发表于 2011-10-30 16:18:51

PWM也不慢啊，积分要达到同样精度估计只能更慢。
两路PWM合成就是比如两个8位PWM用1:256的电阻合成16位，那速度就可以提高256倍。

huayuliang · 发表于 2011-10-31 00:53:02

回复【11楼】gzhuli 咕唧霖
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俺是指PWM稳定起来慢，毕竟要考虑滤波后的纹波系数。想要纹波系数低，滤波的时间常数就要大，稳定起来就慢了。

两路合成的办法不错，改天仿真、实验下。

gzhuli · 发表于 2011-10-31 02:27:38

回复【12楼】huayuliang 花生
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想快可以用高阶滤波器，允许阶跃响应有点过冲的话，一只双运放组个5阶椭圆滤波，效果也不错了。
不过在乎过冲的话（例如做电源）那就得用贝塞尔，转折频率是要低很多。

rlogin · 发表于 2011-11-1 17:24:57

我是专程来看讨论的

roseason · 发表于 2011-11-1 19:23:41

回复【11楼】gzhuli 咕唧霖
pwm也不慢啊，积分要达到同样精度估计只能更慢。
两路pwm合成就是比如两个8位pwm用1:256的电阻合成16位，那速度就可以提高256倍。
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这种方式在这个帖子里不是证明过有问题的么？怎么又搬出来了？

http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=4288855&bbs_page_no=1&search_mode=4&search_text=roseason&bbs_id=9999

现在有什么可行的方案没？

gzhuli · 发表于 2011-11-1 19:42:24

回复【16楼】roseason
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估计那个图是为了发杂志而简化处理过的，其实解决办法就是用电流输出模式，也就是输出接反相放大器就解决问题了，89楼cowboy和我132楼都说过了的。（不过缺点就是变成负压了）

huayuliang · 发表于 2011-11-1 23:36:36

回复【16楼】roseason
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这个电路啊。。。汗～～图看过两次，标题看过七八次，作者的名字看过上百次，EMAIL联系了一次发送失败。。郁闷～

roseason · 发表于 2011-11-30 21:18:39

回复【17楼】gzhuli 咕唧霖
回复【16楼】roseason
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估计那个图是为了发杂志而简化处理过的，其实解决办法就是用电流输出模式，也就是输出接反相放大器就解决问题了，89楼cowboy和我132楼都说过了的。（不过缺点就是变成负压了）
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今晚不知咋的，突然想起那个电路，发现cowboy说的也是有问题的。。

如果没理解错的话，你们的思路对应的电路如下：

(原文件名:Original.jpg)

当PWM1的占空比和PWM2相等的时候，例如，都是30%，则电路可以简化如下：

(原文件名:equivalent.jpg)

这时电路就是一个积分器，理论上输出电压的平均值跟输入信号的占空比是成正比关系的，跟输入电阻没有关系

也就是说，在PWM1和PWM2占空比相同时，此电路的输出跟一个16bit的DAC还是不一样的。。

roseason · 发表于 2011-11-30 21:26:50

所以目前的结论仍然是：那本杂志上的电路不是笔误，而是这种用两个8bit PWM合成，作为一个16bit DAC的方法确实存在缺陷

也许是我笨，到目前为止，仍未能找到一个实现“两路8bit PWM合成一路16bit DAC”的方法

很期待有人能提出新的，并且经得起验证的方案~

gzhuli · 发表于 2011-11-30 23:29:50

回复【19楼】roseason
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积分器输入电流是R1和R3平均电流之和，怎么和电阻没关系？
假如把你等效电路中的R3摘掉，30%占空比方波经1M电阻进积分器输出能和3.92k//1M进去的一样么？

millwood0 · 发表于 2011-12-1 07:12:26

"而是这种用两个8bit PWM合成，作为一个16bit DAC的方法确实存在缺陷 "

because of the non-atomic nature of the chip.

two solutions:

1) use a 16/32-bit chip so the high byte and low byte hit the port at the same time.
2) use a chip with buffered output. like a hc595, or a i2c port expander.

roseason · 发表于 2011-12-1 09:14:48

回复【21楼】gzhuli 咕唧霖
回复【19楼】roseason
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积分器输入电流是r1和r3平均电流之和，怎么和电阻没关系？
假如把你等效电路中的r3摘掉，30%占空比方波经1m电阻进积分器输出能和3.92k//1m进去的一样么？
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昨晚睡觉时我也突然想明白了，是我搞错了，cowboy的方法是对的

我的错误在于：我当时是假设输入为两路50%占空比的PWM信号，输出也是50%VDD=2.5V，所以认为这个方法是错误的

但是后来发现，只要把运放的2.5V基准变为0V，问题就解决了。。。

（注意：也就是说，上面的图仍然是有问题的，需要把2.5V改为0V~~）

wangqh1983 · 发表于 2012-2-10 08:31:04

顶一下下~

lxqqqqq · 发表于 2012-2-22 00:22:50

mark！！！！！

ylei12 · 发表于 2012-2-22 00:38:32

mark

贴个俺折腾了一个多小时的仿真图：积分DAC

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