Каким образом можно увеличить выходное напряжение без превышения уровня напряжения двоичного кода на ЦАП с резисторной матрицей R-2R?

Question

[Carmic Nauka]

По идеи нельзя увеличить напряжение, потому что оно напрямую зависит от кода, который мы задаем. Возможно есть какие-то секретные способы из разряда добавить какой-то элемент в схему. Или же можно увеличить опорное напряжение, тогда по формуле вполне может получиться. В таком случае надо вставить в схему какой-нибудь потенциометр, которым можно будет регулировать опорное напряжение.

Answer 1

[Михаил]

Поставьте на выход R2R операционный усилитель и получите совершенно произвольное напряжение на выходе (в пределах выходного диапазона ОУ). Операционный усилитель имеет еще такой немаловажный плюс, что R2R чувствителен к сопротивлению нагрузки, чем меньше сопротивление, тем больше напряжение на выходе будет "плавать". ОУ обладает очень высоким входным сопротивлением, поэтому в паре с R2R будет работать просто замечательно.

Статья на хабре

Я так полагаю, вам подойдет самая простая схема - неинвертирующий усилитель.

Comments

[Carmic Nauka]

У нас уже стоит операционный усилитель (DA3), задействован инвертированный вход, а неинвертированный видимо заземлен. Суммирующий усилитель с обратной связью, R14 видимо тот самый регистр с обратной связью

[Михаил]

IvanNauka, тогда в чем ваш вопрос?

[VT100]

Михаил, +100500.
IvanNauka - да, какой номинал получится? Хоровица и Хилла - читали ли?

[atereffigies]

IvanNauka, Ну вот R14 и будет задавать коэффициент усиления. Кстати, эта схема по-ходу с ошибкой, т. к. усилитель инвертирующий, а средняя точка почему-то нормально не задана -- прямой вход (3) ОУ заземлён. Это было бы допустимо, если бы схема имела двуполярное питание, но, как мы видим, минус питания ОУ (4 нога) -- тоже заземлён. Соответственно инвертировать усилителю некуда, он просто упрётся в нижнюю границу насыщения, т. е. выход его будет около нуля.

[Carmic Nauka]

atereffigies, По поводу ошибки ничего сказать не могу, так как все работало. На каждый код напряжение выходное увеличивалось. Если надо могу таблицу истинности скинуть. Ну кстати я допускаю, что если мы переключим вход с инвертирующего на неинвертирующий, то возможно выходное напряжение будет выше. У инвертирующего коэффициент усиления стремится к бесконечности и сопротивление к 0, но это в идеальных условиях. Если взять формулой то получится Ky=1+R2/R1. Таак секундочку, у нас же суммирующий усилитель. Нашел формулу его работы: Uвых= -R2/R1*(Uвх1+Uвх2+Uвх3). Суммируется сколько-то напряжение и выдает одно

[Carmic Nauka]

VT100, Спасибо, хорошая книгу. Хорошо расписан ОУ

[Carmic Nauka]

Так, ну по всей видимости ответ, ни как нельзя увеличить выходное напряжение, так как выходное напряжение пропорционально двоичному коду

[Михаил]

IvanNauka, ответ в том, что вы не даете никаких объяснений. Что значит "увеличить напряжение"? Какой итоговый результат вы хотите получить?

[atereffigies]

IvanNauka, ну я вам говорю, что конкретно в схеме ошибка -- это стопудово)
То, что собрано у вас на стенде скорее всего имеет доработки.
И как я уже сказал -- увеличение номинала резистора R14 и будет увеличивать напряжение на выходе.

[Carmic Nauka]

atereffigies, Точно, все как и написал в формуле выше. Все перед глазами (R2 это резистор обратной связи) и соответственно если его увеличить то и напряжение выходное увеличится R2/R1 это некий коэффициент. Спасибо за то что ткнули пальцем.

[atereffigies]

IvanNauka, для понимания работы операционного усилителя я бы рекомендовал книгу "Р. Кофлин, Ф. Дрискол - Операционные усилители и линейные интегральные схемы". Более доходчивой книги я еще не видел.

Но самое главное, что нужно знать об операционном усилителе, так это то, что он стремится уровнять потенциалы на своих входах посредством отрицательной обратной связи. Зная только это, можно понять работу любой схемы на ОУ. И все формулы выводятся из этого правила, поэтому для понимания не нужны формулы, иначе вы будете думать, что это какая-то магия так никогда и не поняв основной принцип.