R-2R DAC met 'gewone' componenten

Dikke kans dat ik het wiel opnieuw heb uitgevonden. Maarrrr...

@nonius attendeerde mij op de ZN426E8, een 8 bit DAC in IC vorm. Maar deze is obsolete en misschien moeilijk verkrijgbaar.

Het leek mij daarom wel leuk om zoiets met losse componenten te ontwerpen. Dat geeft ook de ruimte voor hoeveel bits je hem wilt hebben. Deze is acht maar eenvoudig naar meer of minder te bouwen, al gelang de behoefte.

Er is ook wel wat ruimte voor de Ref spanning. In eerste instantie bleek na een complementair N en P mosfetje als Vref en ground schakelaar toegevoegd te hebben dat een 1 een 0 bleek te zijn. Dus heb ik geheel in stijl er een inverter ingefrut met de BS170.

De componentkeuze bepaalt ook de maximale snelheid waarmee de DAC reageert. Dit ontwerp zal niet retesnel zijn verwacht ik. Maar snellere componenten in de schakelmosfets leveren ook een hogere snelheid uiteraard.

In dit schema is de LSB 1 gemaakt met de 5 volt VCC en geeft netjes 10mV bij een Ref van 2.56 volt. Alle acht bits in de sim op 1 geeft 2.55 volt. Uiteraard kan ook de 0 en 1 spanning zelf gedefinieerd worden mocht je i.p.v. 5 volt 12, 15 of 24 o.i.d. willen.

Je kan hem bouwen met TH componenten of SMD. Ruimte genoeg voor creativiteit dus. :P

Uit de andere thread, waar het inderdaad off-topic was:

[Harry64] Geen idee hoe het heette. Ik had via de C64 een schema in ASCII van een BBS gedownload, dat was met acht weerstandjes, geen R-2R. Er zat ook een play.com (geen .exe) bij en een riedel 'deuntjes' waarmee je op de XT dan 'muziek' kon afspelen met commando: play.com -LPT1 a:riedel

In mijn geval heette het mp.com (modplay.com) https://www.youtube.com/watch?v=vJUB1ZLRdxE En bij deze .com-file zat inderdaad ook een .txt-bestand waarin diverse simpele schema's van D/A-converters stonden. Sterker nog, dat uitgeprinte bestand heb ik hier nog steeds in een documentatiemap zitten. Uitgeprint op kettingpapier (met randperforatie) op een 8-naalds printertje. Een R-2R convertertje stond ook in die .txt-file maar dit achtte ik minderwaardig, immers, een speciaal (en duur) IC als de ZN426 *moet* wel beter zijn als iets simpels met een paar weerstandjes.... (jeugdige onwetendheid). Enfin, als ik bedenk hoeveel uurtjes plezier ik uiteindelijk van die D/A-converter heb gehad dan was het het geld uiteindelijk toch wel dubbel en dwars waard. Later heb ik een tweede D/A-converter gebouwd op een zelf-ontworpen ISA-kaart, zodat ik de voeding voor de converter intern kon betrekken, i.p.v. met een extern voedingsadaptertje.

Er kwam *verdraaid* goed geluid uit dat simpele 8-bit D/A convertertje; zie link om een beeld te krijgen van de kwaliteit: https://www.youtube.com/watch?v=zTtjvbAvsys (let wel, dit was in de tijd dat ik welgeteld één CD in m'n bezit had (welkomstgeschenk van de bank), maar geen CD-speler om hem af te spelen.... Dus m'n referentieniveau v.w.b. goede audio was niet echt hoog: cassettebandjes en ruisende LP's).

Vergeleken met tot wat de PC oorspronkelijk in staat was (er zat alleen een piëzo-buzzertje in dat een piepje kon geven), was die D/A-converter (een kopie van het commerciële product 'Covox', wat ook gewoon een D/A-convertertje was) een enorme verbetering. Overtrof zelfs m'n oude C64 (eigenlijk: C128D) ten zeerste. En ja, BBS-en herinner ik me ook nog, met een 300/300 baud MT-telecom modem in de PC. Gelukkig zat er ook 1200/75 (viditel) op, dat was in vergelijking daarmee bliksemsnel. Helaas, de ouders waren iets minder gecharmeerd van de eerstvolgende telefoonrekening, dus dat feest was snel afgelopen.

Zucht. Opa wordt oud. Hopelijk vergeeft men het hem dat hij af en toe wat nostalgisch zit te mijmeren over z'n jeugdjaren ;)

Trouwens, ik zag dat de ZN426 nog wel leverbaar was (Display Haarlem o.a.). Hieronder het zelfgebouwde R-2R convertertje dat ik een jaar of 3 geleden heb gebouwd, uit nostalgie, voor m'n oude DOS-laptopje.

Leuk experiment om het na te maken met discrete onderdelen. Het praktische nut zie ik zo direct niet, maar dat mag de pret niet drukken :) En het wiel opnieuw uitvinden kan ook leerzaam zijn.

set SCE to AUX.

Ha. leuk wel dat oude spul. En mja, telefoon rekeningen... brrr. Ooit eens rond 1980 een versie van Orcad gedownload via 2400 baud BBS, duurde maar iets van 27 uur. M'n ouders waren een weekendje weg, dus dat kon dan mooi 'even'. Nooit aan de gang gekregen want die versie wilde minimaal een EGA kaart met 1 Mb video geheugen en een coprocessor. Dat had ik niet in m'n XT alleen een Hercules met ik dacht 128Kb videogeheugen of al een CGA en daar deed Orcad het niet voor. Ik wilde die versie om samen te werken met Layo1 PCB ontwerp. Dat ging dus mooi niet door.

Wel een telefoonrekening die dik 85 gulden hoger was dan normaal. Dus toen werd BBS'en drastisch beperkt. :P

Even over m'n bouwsel. De huidige waarde van R17 t/m 24 maakt hem traag qua terugkeren naar 0.

Lagere waarde maakt sneller maar trekt dan ook meer mA's van de Ref bron.

Op zaterdag 8 maart 2025 01:58:40 schreef harry64:
Lagere waarde maakt sneller maar trekt dan ook meer mA's van de Ref bron.

Je kunt die R17, R18... toch aan een andere voeding hangen, dan ben je die load kwijt.
Of de Vref bufferen met een opamp volgertje. (voor alleen de pullups). Maar eh, is 2.56 V wel genoeg Vgs spanning om de dual fet genoeg open te sturen? Is wel erg weinig.

1-st law of Henri: De wet van behoud van ellende. 2-nd law of Henri: Ellende komt nooit alleen.

Dat van die Vgs is wel een goede. Ik zal de sheet eens opzoeken. In de sim werken dingen vaak wel die in het echt niet of net niet zo werken.

bprosman

Golden Member

"Pros" heeft ooit zo iets gemaakt met schuifregisters : https://prosje.be/Projects/LabVoeding82V1.html

De jongere generatie loopt veel te vaak zijn PIC achterna.

Is R1 correct? Moet dat ook niet 1k oid zijn, in het schema van "pros" staan er ook 2 parallel. Ik zou er ook het "boekje" bij moeten pakken hoe het ook alweer zat.

[Bericht gewijzigd door henri62 op zaterdag 8 maart 2025 16:39:11 (27%)

1-st law of Henri: De wet van behoud van ellende. 2-nd law of Henri: Ellende komt nooit alleen.

R1 is correct. Ik heb meerdere schema's van de ladder gezien en dat is overal Rx2. De mosfets zijn wel voor typisch 5 volt gebruik en kunnen met een lage Vgs toe. Echter lijkt er het bekende/beruchte probleem te zijn dat de fets in de huidige opzet kortstondig beide in geleiding zijn wat tot hoge en waarschijnlijk zelfs destructieve stromen leidt.

[Bericht gewijzigd door harry64 op zondag 9 maart 2025 13:36:39 (62%)