Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Europejski lider sprzedaży techniki i elektroniki.
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Podstawy układów DAC: zrozumieć skąd się bierze limit szybkości

ghost666 03 Wrz 2013 09:34 2733 4
  • Podstawy układów DAC: zrozumieć skąd się bierze limit szybkości


    W artykule tym, będącym częścią cyklu "Podstawy układów DAC" przyjrzymy si,ę dwóm, mocno związanym z sobą parametrom dynamicznym układów przetworników cyfrowo-analogowych (DAC): prędkości narastania (slew rate) i czasowi stabilizacji wyjścia (settling time). Zależność parametrów dynamicznych układu od parametrów statycznych zostanie omówiona w kolejnych postach z tego cyklu.

    Czym jest prędkość narastania?

    Emerytowany inżynier Texas Instruments, Bruce Trump, zdefiniował kiedyś w bardzo przystępny sposób, na jednym z swoich blogów, prędkość narastania wzmacniacza operacyjnego. W przypadku przetwornika DAC da się zastosować ten sam opis, co do op-ampa z uwagi chociażby na budowę przetwornika.

    Zasadniczo, gdy na wejściu układu zajdzie dostatecznie duża zmiana, na przykład podany zostanie na wejście cyfrowe kod znajdujący się kilka jednostek od aktualnego napięcie wyjściowe z wzmacniacza wyjściowego układu zacznie narastać - zwiększać się możliwie szybko - aż osiągnie wartość bliską napięciu zaprogramowanego z wykorzystaniem wejścia cyfrowego. Od tego momentu napięcie wyjściowe zaczyna się stabilizować do zaprogramowanego napięcia (w pewnych, założonych granicach błędu konkretnego układu w konkretnej aplikacji).

    W karcie katalogowej każdego układu (i DACa i wzmacniacza operacyjnego i innych) znajdziemy informacje o maksymalnej prędkości narastania napięcia na wyjściu, jakiej możemy spodziewać się od układu. Typowo wartości te podaje się w mikrowoltach na sekundę.

    Na poniższym obrazku przedstawiono przebieg na wyjściu przetwornika DAC, uwzględniający wszystkie etapy związane z przełączaniem kodu na wejściu cyfrowym: czas martwy (dead time), narastanie (slew), poprawka (recovery) i stabilizacjua (settling). Rysunek ten jest schematyczny i nie w skali - wartości amplitud dobrano tak, aby każdy z fragment przebiegu był czytelny.

    Podstawy układów DAC: zrozumieć skąd się bierze limit szybkości






    Czym jest czas stabilizacji?

    Czas stabilizacji wyjścia przetwornika DAC także można definiować podobnie jak czas stabilizacji wyjścia w przypadku wzmacniacza operacyjnego. Jedyną różnicą w przypadku przetwornika cyforow-analogowego jest czas martwy, nie występujący w op-ampach. Czas martwy przetwornika to czas potrzebny układowi na zatrzaśnięcie danych cyfrowych i wykonanie innych operacji po stronie cyfrowej układu. Zastrzaśnięcie danych jest zazwyczaj wyzwalane zboczem opadającym sygnału cyfrowego nazywanego LDAC. Zależność czasowa pomiędzy wejściem LDAC i wyjściem analogowym przetwornika DAC pokazana jest na poniższym oscylogramie, zaczerpniętym z karty katalogowej przetwornika DAC8568 firmy Texas Instruments.

    Podstawy układów DAC: zrozumieć skąd się bierze limit szybkości


    Jeśli na DAC zostanie podany krok o znacznym zakresie przejdzie on do modu narastania, który widoczny jest na obu rysunkach powyżej. W trybie narastania prędkość jego działania ograniczona jest prędkością narastania napięcia na wyjściu układu. Po etapie narastania napięcia, zazwyczaj ono będzie większe od założonego - typowo o nie więcej niż 1 LSB - po czym delikatnie opadnie do założonego napięcia w sposób liniowy.

    W kartach katalogowych czas narastania podaje się dla relatywnie dużych zmian napięcia wyjściowego. Na przykład dla wspominanego wyżej układu DAC8568 podaje się czas stabilizacji dla zmiany napięcia wyjściowego z ¼ pełnego zakresu doi ¾ napięcia maksymalnego. Dla tego układu czas ten wynosi 5 µs.

    Podczas projektowania układu pamiętać trzeba iż czas narastania może zdominować całą dynamikę układu, jeśli kroki wykonywane napięciem wyjściowym przetwornika przekroczą zakres podawany w specyfikacji. Jeśli natomiast zmiany będą mniejsze niż krok podawany w specyfikacji to czas stabilizacji będzie odpowiednio mniejszy niż katalogowy. W aplikacjach wysokiej prędkości czas stabilizacji efektywnie definiuje maksymalną częstotliwość odświeżania wyjścia.
    Źródła:
    http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive...-understanding-your-dac-39-s-speed-limit.aspx


    Fajne!
  • #2 03 Wrz 2013 21:36
    remiorn
    Poziom 17  

    ghost666 napisał:
    Typowo wartości te podaje się w mikrowoltach na sekundę.


    Raczej w woltach na mikrosekundę.

  • #3 04 Wrz 2013 00:11
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    remiorn napisał:
    ghost666 napisał:
    Typowo wartości te podaje się w mikrowoltach na sekundę.


    Raczej w woltach na mikrosekundę.


    Racja - tak się podaje, to w artykule źródłowym znajduje się błąd:

    Cytat:
    microvolts per second


    Poprawkę nanoszę, co ma się błąd propagować.

  • #4 11 Wrz 2013 16:58
    BlueDraco
    Specjalista - Mikrokontrolery

    Kolego: słowo \"prędkość\" (ang. \"velocity\") oznacza w fizyce wektor, którego jednostką jest przemieszczenie liniowe lub kątowe dzielone przez czas.
    Inżynier z TI użył w artykule poprawnego słowa \"speed\", czyli \"szybkość\", które może oznaczać cokolwiek (np. napięcie) dzielone przez czas. W tym przypadku możemy mówić o szybkości, ale nie \"prędkości\" narastania.

    A poza tym - b. fajny i pożyteczny tekst.

  • #5 12 Wrz 2013 01:13
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    Kolego, zapoznaj się proszę z poniższym tekstem:

    Cytat:
    W drugim znaczeniu szybkość jest rozumiana w różny sposób, przez jednych utożsamiana z prędkością, ostatnio przez niektórych dydaktyków fizyki i twórców podręczników szkolnych stosowany do odróżnienia szybkości jako wielkości niewektorowej (skalarnej) od prędkości jako wielkości wektorowej. Rozróżnienie to jest wzorowane na języku angielskim. W znaczeniu tym szybkość (od ang. speed) jest wartością (długością) wektora prędkości (od ang. velocity).

    Podział ten nie ma uzasadnienia w mowie potocznej w dotychczasowym pojmowaniu pojęcia prędkość. Wprowadzenie tego podziału jest też nienaturalne, gdyż rozróżnienie takie nie występuje dla innych wielkości wektorowych, np. przyspieszenie, siła. Poglądy takie podziela Komisja Nazewnictwa Fizycznego Polskiego Towarzystwa Fizycznego

    Za http://pl.wikipedia.org/wiki/Szybko%C5%9B%C4%87

    Jak zatem widzisz w języku angielskim istnieje takie rozróżnienie, a w polskim nie. Przynajmniej póki co nie istnieje i tego się trzymajmy.

    Ciesze się poza tym że tekst się podoba, jest częścią większego cyklu.

 Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME