DAC circuit, R2R ladder experiment


沒有實驗過, 頭一遭來作一次加深印象

看這個網頁, 人家說一堆電阻可以這樣用, http://www.myplace.nu/avr/minidds/index.htm

既然要學, 就從不懂的地方開始, DAC, Digital-Analog-Conversion, 二進制電腦與現實世界的轉換資料的方法之一

以3節1.5V電池為例, 如果用電腦的8 BIT (2的8次方 = 256) 代表 4.5V (3×1.5)

則可以等分成 256 份 (0  到 255)

每一份 = 4.5V / 256  = 0.176V

所以,

如果 120 份代表的電壓值為 120 x 0.176 或 4.5 / 256 x 121 = 2.109V

如果 121 份代表的電壓值為 121 x 0.176 或 4.5 / 256 x 121 = 2.127V

以上的結果表示, 120 份 和 121 份之間, 無論如何差了最小的一份, 無法以整數表示 2.11V, 這是另外一個 [差不多就算了] 的現實問題

實驗的目的, 是理解 DAC 的運作, 看看到底 [差不多就算了] 其中的 [[差不多]], 到底是差了多少

結論 –

[差不多], 包括 R2R 零件本身的誤差, 電壓表讀數的誤差, 籠統地說, 理想轉換值和R2R DAC轉換後的讀值, 誤差不超過 1%

假設, 若所有 R2R 電阻都採用 1% 準確度的話, 總體誤差應該可降到 0.5% 或以下

實驗並用兩個方法建立兩個不同的DAC對照表, 有了這兩個表格, 就可以隨意計算多少份代表多少電壓值, 範圍是 0 – 255 份, 一共256 等份

左面DAC對照表, ROLL BIT 的方法, 可以這樣形容, 輪子上有個凸出的 1 字, 輪子從有邊滾到左邊, 每圈都會在沙地上印下一個1字, 轉8圈後, 就因印出了八個1字, 所以俺自稱他為 ROLL BIT 法)

右面DAC對照表, SHIFT BIT 的方法, 可以這樣形容, 僅有一只棋子, 上有個 1 字, 從右到左有八個格字, 棋子每次只能放到一個格子, 然後移到下一格, 每個時刻, 只有一個格子上出現 1 字, 所以俺自稱他為 SHIFT BIT 法)

SHIFT BIT 的方法, 每一 BIT 對應的電壓值, 運用直線查表, 預 0 就忽略, 預 1 就加總, 統一8次運算就完成 DAC, 不是最少的次數, 但是最簡單有效, 因為不需要判斷還有多少格需要處理.

相反, ROLL BIT 的方法, 如果用左面的表格的查表方法, 需要判斷每BIT與其他BIT的關係, 運算次數可能少, 但是有加有減, 不易判斷, 麻煩且較複雜,所以捨棄不用.

 

 

https://xiaolaba.files.wordpress.com/2011/11/neo_img_r2r_schematic.jpg

 

https://xiaolaba.files.wordpress.com/2011/11/neo_img_r2r_experiment_config.jpg

 

https://xiaolaba.files.wordpress.com/2011/11/neo_img_r2r_experiment_data.jpg

 

https://xiaolaba.files.wordpress.com/2011/11/neo_img_r2r_experiment_config_ref.jpg

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