近來在研究數控電源,想搞低成本的。
于是就想到了r2r電阻網絡da轉換。
隨手抓來10k+20k的電阻一堆,測試發現轉換線性很差,有些時候甚至無法保證單調性。
想想r2r網絡da轉換原理上應該沒問題,畢竟很多da轉換芯片也是這個結構。
于是考慮是電阻的問題。
芯片內的電阻是光刻上去的,阻值不精確,但比值較穩定。有的高位數的da還會用激光進行修正。
因為成本問題,不想去買千分之一的電阻。
但因為想實現毫伏精確設定,所以要求盡可能線性,起碼要保證單調。
于是想到用一個小阻值電阻去修正,電阻誤差是1%。所以就用一個1%阻值的電阻去修正。
理論上來講,修正后的阻值為萬分之一。但由于阻值不連續,優于千分之一應該是很簡單的。
于是用的10k+20k的碳膜,挑選誤差在1%以下的,即10k1或20k2以內的。
然后用小阻值電阻修正到10k2和20k4,修正后線性精度優于千分之一。
實測5vda輸出跳動不大于2mv。
因為萬用表量程和線性關系,實際使用7k5+15k比較好,因為不用切換量程,但手頭沒有。現在在8位r2r后面級聯一個8位pwm,連成一個16位da。
擴展到15v量程,可以1mv步進,誤差在1mv內。
建議10k和20k電阻簡單篩選后,先行焊接到電路板上后再配阻修正。
否則焊接后可能會變化較大,我買的1%的碳膜實際測量在3%左右,焊接后又會漂移1%。
另外建議測試幾個輸出關鍵點的步進,并進行進一步的修正。
例如127->128,僅修正此點就可以增加20mv的精度。
還有1->2,3->4,7->8,15->16,31->32,63->64。
按5v電壓換算,5/256=0.1963v
測量調整以上跳轉點,電壓跳變在0.19-0.20即可。
實測發現跳變點越高,越影響單調性,即電壓增長的方向。
跳變點越低,越影響線性,即每一次的增量。
也可以把r2r網絡位數拆解,先做好2位在做3位,把每一位的中點調整準。
先找四個阻值精確相等的電阻兩并再串聯組成一個電橋分壓器的一個臂,以此來校正量程中點。
這樣可以用200mv檔測量壓差,提高分辨率。排除萬用表線性影響。
把每一位中點調到1/2上。例如一位轉換,設定輸出1,應當輸出2.5v。兩位轉換,設定輸出2,也應當輸出2.5v。
調整這個點的電阻使他盡可能接近,然后再一位一位的擴充即可,這樣調出來的精度應該更高。
我在通過萬用表測量配阻后發現63->63跳變大,約比正常多跳變12mv,然后用這個方法修正,效果比用萬用表修正要好。
因為低位的阻值誤差會慢慢的積累影響高位,同時由于焊接高溫,電阻會變化。
當然后配上去的電阻焊接后也會變化,只不過阻值小影響小,但這個誤差會積累到高位顯現。
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