Feedback Analog to Digital Converter

[4kTRB]

Jag sitter och lurar på att bygga en diskret A/D omvandlare av typen feedback.
Den fungerar som en komparator som stegar upp eller ner en räknare beroende
på om spänningen sjunker eller ökar. Räknarens utgångar är kopplade till en
resistorstege, alltså funkar den som en D/A omvandlare. Den nya genererade
spänningen kopplas tillbaka till komparatorn som då väntar på att den analoga
spänningen ska passera den nya nivån.

Det jag lite funderar på är hur snabb en sån här A/D kan bli?
Den blir ju förhållandevis enkel eller rättare sagt billig i förhållande
till en flash som är superenkel i konstruktionen men kräver massor
av komponeneter för tex 8 bitar.

[Swech]

Varför?

Det finns ju hur många AD som helst, och i princip alla processorer har minst 10 bit,
högre upplösning finns också färdiga chip med klart bättre prestanda och pris
än vad man kan skruva ihop själv

Swech

[4kTRB]

Varför ska Volvo tillverka bilar när SAAB tillverkar nästan likadana?

[Swech]

Varför skall Volvo tillverka bilar när jag kan svetsa ihop en i källaren...

Alltså.... för 10 år sedan så hade det varit ett kul projekt.. nu vette tusan om man inte
kan spendera tiden bättre på att bygga något kul med en färdig AD istället..

Det är ju väldigt få som t.ex. bygger OP förstärkare med diskreta komponenter nuförtiden också..


Swech

[baron3d]

En tracking-ADC är beroende av hur snabb DAC du använder.
Använder du t.ex. en klocka på 1Mhz tar det c:a 0.25ms för fullskaleutslag.
Konstruktionen är bra pga att den hela tiden följer signalen.

[4kTRB]

Det såg jag ett bygge i projektråden förra månaden att någon hade
konstruerat. Jag själv har byggt förförstärkare baserad på en diskret op.
VOLVO och SAAB har underleverantörer där det finns konstruktörer som
funderar på lösningar vid morgonkaffet och vid poolen. När de i princip
bara behöver ringa en konsultfirma och få en färdig lösning.

[E85]

Ja men vad är syftet? Tycker det verkar väldigt onödigt om det inte är bara för att lära sig nånting. Vad nu det kan vara. Det är ungefär som att bygga en egen 7805:a bara för att det går.

[4kTRB]

Om det inte är allt för svårt att konstruera en diskret A/D
så vore det väldigt spännande att bygga en och se vilka
prestanda den kan uppnå och sedan jämföra med den ic
som hamnar närmast. Först då kan man börja överväga
vilken lösning som passar bäst i applikationen.

[Swech]

"Först då kan man börja överväga vilken lösning som passar bäst i applikationen"
Jag vill inte låta gnällig men i vilket avseende skulle en diskret konstruktion kunna bli bättre än en
färdig kretslösning på följande punkter

Pris
Prestanda
Komplexitet
Noggranhet
Repeterbar noggranhet (vid mer än 1)

Däremot om man vill bygga en för att testa så "go for it" det är ju ett projekt som alla andra.

Swech

[4kTRB]

Prestanda/pris tror jag skulle gå att få bra värde på.
Litenhet, alltså yta på kortet, går inte att uppnå med en diskret variant.
Noggranhet går säkert att få bra värden på.
Prisvärdheten kan öka med ökat antal bitar. TTL logik, ett par komparatorer
och kanske konstantströmgeneratorer går få till billigt pris.
Exempelvis färdiga 24-bits A/D är oftast inga billiga komponenter.
En diskret 24-bits kommer kräva 6 st 4-bits räknare. Övrig logik blir
den samma oberoende av antalet bitar.

[baron3d]

Precisionen blir inte bättre med fler bitar över 8 med resistor nät.
Det är svårt att få bättre än 6, men med ansträngning går det att få 8 bitar.
Vill du ha mer måste du ha en färdig DAC, och då kan du lika gärna köpa en ADC.
Vinst finns ev. om du bara vill ha 4-6 bitar.

[4kTRB]

Jag kan använda konstant ström.
Lägsta biten ger 10uA, nästa 20uA, tredje, 40uA.........2^15 => 32768x10uA = 328mA
Låter jag strömmarna gå genom ett motstånd på 15.26 ohm får jag ett fullskaleområde på
10V i steg om 153uV
Då har jag en 16-bitars D/A

Bara ett räkneexempel.

[SvenW]

Vad har man för nytta av en 16-bitars omvandlare med 6 bitars precision?

[4kTRB]

Med en 6-bitars A/D och 10V får jag steg om 156mV.
En 16-bitars ger 153uV per steg.
Strömkällor går trimma in bra och få exakta.

[SvenW]

Jag har funderat på om det går att göra en strömkälla som har dubbla strömmen mot en annan med stor precision.
Det kanske kan gå med en transformatorliknande apparat - ena slingan N varv mot den andra slingan 2N varv - eller med en uppsättning analogswitchar med vilkas hjälp man autotrimmar strömmarna mot varandra.
Det ser ut att bli en aning komplicerat, men det kan ju finnas bättre idéer.
Berätta gärna om dina idéer. Eller skall det patenteras?
Motstånd som trimmas är en smula ointressant i denna diskussion, även om det är tänkbart. Det är nog svårt att få dem långtidsstabila.