Skala upp 0-2V till 0-5V

[bos]

Jag har en 10-bit DAC (Vcc = 5V) som ger 0-2.048V ut. Jag behöver hela svinget upp till 5V, så jag måste på något sätt skala upp spänningen. En rail-to-rail-OPamp misstänker jag att jag behöver, men hur skalar jag upp hela spannet till 0-5V? Det vill säga, vilken förstärkarkoppling vill jag läsa på om?

[_R_]

Jag hade tagit en microprocessor, tex attiny85, och kopplat din utsignal till en analog input. Sedan finns kommandot "map" för att skala det till lämplig utspänning på en analog output.

/R

[hcb]

Är inte det där att krångla till det i onödan? Jag (med min mycket lilla praktiska erfarenhet) hade tagit en icke-inverterande operationsförstärkarkoppling (med en rail-to-rail-op precis som bos säger) med förstärkning 5/2.048=2.4(4).
Första träffen på Google:
https://www.electronics-tutorials.ws/opamp/opamp_3.html

[swesysmgr]

Dac-förstärkare 1.png

Dac-förstärkare 2.png

Ja det borde funka, blir lite distorsion vid topparna i utsignalen i simuleringen, mitt val av opamp kanske inte var det bästa.

[_R_]

Är inte det där att krångla till det i onödan?

Det beror givetvis på vad man är mest van vid att jobba med.

[Klas-Kenny]

Jag hade tagit en microprocessor, tex attiny85, och kopplat din utsignal till en analog input. Sedan finns kommandot "map" för att skala det till lämplig utspänning på en analog output.

/R

Jösses..

Hur får du ut en analog signal ifrån en attiny? PWM?
Då behövs alltså en del filtrering också för att få till en jämn spänning. Låter ju långt mycket mer komplicerat, även bara den analoga biten, än en enkel operationsförstärkare som icke-inverterande förstärkare.



*ibland* är jag böjd att hålla med en viss forumist om att det förekommer ett överdrivet användande av mikrokontrollers.

[_R_]

Förutfattade meningar. TS skrev inget om vad utspänningen skulle användas till.

[Mr Andersson]

Ingen AVR8 har analoga utgångar. Menar du allvarligt att bästa lösningen skulle vara
(okänd enhet) -> DAC -> ADC -> AVR -> PWM -> lågpassfilter ?

Det blir fler komponenter, kommer ta större plats, och längre tid att implementera jämfört med en enkel opamp, och förmodligen även dyrare.

Om det är några som har förutfattade meningar så är det väl dem som tror att arduino är bäst på allt?

[ConnyK]

Har ingen att tillföra tråden men vart nyfiken:
Klarar en OP av leverera 5V ut när man matar den med 5V, blir det inget spänningsfall?

[Icecap]

En rail-to-rail (utgång) ska teknisk klara att ge ut VDD eller VCC till 0,1V när.

[_R_]

@Mr Andersson Då missuppfattade du mig.
Men så här då. Befintlig enhet = ("en 10-bit DAC") -> AVR. Klart. 19 kr för en AVR med inbyggd pwm: https://www.electrokit.com/produkt/atti ... -flash-8k/
Tar inte stor plats heller.
Lågpassfilter ? Vet du kanske vad utsignalen skall användas till ? Berätta gärna.

[bos]

Ok, för att folk inte ska behöva gissa så kompletterar jag med information: den analoga utsignalen från DAC ska in i SID-chippet (potx/poty) i en Commodore 64 för att emulera en paddle. Att joxa in PWM där kommer bli hemskt uselt resultat.

[malman]

Börjar ju kanske vara lite OT, men ändock...

Följande är ej menat som ett påhopp, utan mer som en förklaring till varför lösningen kanske inte är helt optimal.

-R-’s förslag får anses lite....... annorlunda (för att välja ett neutralt ord) ur flera perspektiv..
Förutsättningrar:
Finnes, en 10bitars DAC med 0v till 2,048v max nivå.
Önskat 0-5v nivå, man får anta att det fortfarande är önskvärt med 10bit upplösning.

Synpunkter på attiny85 lösningen.
1. Förlust av upplösning. Om vi förutsätter att tinyn matas med 5v (för att få ut 5v) så refererar dess 10bit ADC till 5v, vilket betyder att 2,048 bara klarar av att styra ut DAC en till ca 40%, max insignal = 2,048, men ADCn går till 5v.

2. Enda sättet att få ut en analog spänning är mha PWM, och tinyn klarar bara 8bit pwm. Så om vi förutsätter ett efterföljande filter har vi en upplösning på 8bitar ut, och dessutom innebär omskalningen från Adn ytterligare förluster av precission då det inte är en ren skalning *2 /2... så i realiteten är upplösningen sämre än 8bit.

3. Om man tänker sig att utsignalen efter pwm filtret skall klara att driva någon form av belastning så krävs en buffert tex i form av en op-förstärkare. Så i realiteten behövs redan opförstärkaren, och filtret innebär behov av ett antal passiva komponenter i form av motstånd och kondensatorer.

4. Bandbreddsbegränsning, En PWM utgång kräver ett filter med en brytfrekvens en bra bit från pwm frekvensen för att erhålla en så ren utsignal som möjligt, med så få spår av denna frekvens som möjligt. Således kommer den användbara bandbredden ur lösningen vara klart begränsad då PWM frekvensen är begränsad ut ur tinyn.

5. Jag tolkar -R-’s senare inlägg som att det anses att en DAC utgång är samma sak som en PWM utgång, och det kan jag nog inte hålla med om ens med den generösaste av tolkningar... DAC’en kan ju lämna valfri spänning mellan min o max utspänning kontinuerligt, eller en varierande signal med en samplingsfrekvens upp till vad DAC en klarar, om det är en signal som skall återges vill man ha ett lågpass filter även här. Men kan vara mindre brant jämfört med tidigare nämnt pwm filter. Detta ger att man torde kunna få en hög bandbredd ut ur ADC’n. PWM’en är ju en digital utsignal som kontinuerligt växlar mellan 0 och 5v med en fast PWM-frekvens. Utvärdet representeras av pulsförhållandet/duty cykle. För att efterlikna DACens utgång krävs ett filter.

Så sammantaget är den andra föreslagna lösningen med en low offset/rail2rail op och två motstånd att föredra från givna ingångsvärden.

(Men tiny lösningen kan självklart grovt sett sägas göra jobbet, men det känns ganska mycket som att gå över bron efter vatten)

[Swech]

Det är ett givet jobb för en OP-amp
allt annat är dyrare och mer komplicerat.
Det är säkert sannolikt att det sitter en 5v regulator i systemet
vilket då innebär att det finns högre spänning än 5v att tillgå
Isåfall behövs inte ens en rail to rail OP.

Swech

[Gimbal]

Kommer av någon anledning att tänka på talesättet "För den som bara har en hammare ser alla problem ut som spikar."