c't-Lab

Hallo zusammen,

hab zwar schon länger nix mehr hören lassen, aber ich beschäftige mich immer noch mit der EDL.
Hat zufälligerweise irgend jemand einen DA Wandler Typen, der 12 und/oder 16 Bit Auflösung hat, ausserdem externe Referenz und wenn möglich SO-8 oder DIP-8 Gehäuse. CM hat in seinem Design vor, den DAC8501 einzusetzten. Den gibts aber nur im 8MSOP Gehäuse (Pinabstand 0,65mm, Gehäuse 3mm x 3mm).
Ich hatte eigentlich als DA Wandler einen PWM Ausgang vom ATMega im Sinn, nur ist der leider für die gewünschten Anforderungen (schnelle Lastwechsel) zu langsam (PWM Frequenz ca. 15 kHz, -> Tiefpass mit fg bei ca. 100 Hz, -> Anstiegszeit des analogen Wertes >> 10ms!!). Ein DA Wandler hätte da dementsprechend gewisse Vorteile )
Oder hat sons noch einer eine Idee?

MfG
Siegi.

Hallo Siegi,

spontan würde ich mal den DAC8830 vorschlagen... Ist ein 16-Bitter mit externer Ref im SO-8 Gehäuse, hat ein SPI Interface, das mit 50MHz Taktfrequenz angeblasen werden kann. Theoretisch sollten damit locker >100kHz zu schaffen sein. Eventuell sollten wir dann nicht auf den ATmega32 gehen, sondern einen schnelleren, wie z.B. den ATmega329, der mit 20 MHz getaktet werden kann, verwenden.

Grüsse,
Schimmi

Hallo Schimmi,

hab doch noch bei TI was im DIP Gehäuse mit 12 Bit gefunden (TLV5616). Muss mal ein Sample bei TI ordern. Sollte für die ersten Versuche mal ausreichen. Mal schauen, wieviel ich bekomme. Vielleicht hat ja jemand Lust, mal einen Prototypen auf Lochraster aufzubauen. Ich könnte dann dem-/denjenigen auch ein Muster zukommen lassen. Dann bin ich nicht ganz so allein auf weiter Flur.
Ich werde auf alle Fälle mal eine provisorische Platzierung der Bauteile vornehmen, dann tut man sich auch auf Lochraster mit der Bestückung leichter.

MfG
Siegi.

siegiathome hat geschrieben: Hat zufälligerweise irgend jemand einen DA Wandler Typen, der 12 und/oder 16 Bit Auflösung hat, ausserdem externe Referenz und wenn möglich SO-8 oder DIP-8 Gehäuse. CM hat in seinem Design vor, den DAC8501 einzusetzten. Den gibts aber nur im 8MSOP Gehäuse (Pinabstand 0,65mm, Gehäuse 3mm x 3mm).

Was spricht denn gegen die 12Bit und 16Bit Wandler, die CM bei der DA12-8 Karte verwendet hat (LTC1257 und LTC1655)?
Gibts beide in SO-8 und DIP-8 Gehäuse und die interne Referenzspannung lässt sich ja problemlos durch eine externe "überschreiben". Und das SPI Interface ist auch sehr simpel.

Laut Datenblatt:
Der LTC1257 kann mit 1,4MHz getaktet werden (SPI Bustakt).
Der LTC1655 kann maximal 750.000 Werte/Sekunde erzeugen.

Ciao,
Rainer

Hallo Rainer,

Zitat aus dem Datenblatt des LTC1257:

The internal reference output is
turned off when the pin is forced above the reference
voltage, allowing an external reference to be connected to
the reference pin. The external reference must be greater
than 2.475V and less than VCC – 2.7V, and be capable of
driving the 10k minimum DAC resistor ladder.

Wär so schön gewesen, das gleiche gilt auch für den LTC1655.
Geht leider nicht, da die Referenz im R-Betrieb auch unter die hier geforderten 2,475V sinken kann.

MfG
Siegi.

Hallo Siegi,

siegiathome hat geschrieben: Wär so schön gewesen, das gleiche gilt auch für den LTC1655.
Geht leider nicht, da die Referenz im R-Betrieb auch unter die hier geforderten 2,475V sinken kann.

Warum willst Du die Referenz verändern? Ich würde das eher mit einem Multiplizierer machen... Ansonsten wird der Abgleich zum Alptraum...

Also:

Ref->DAC->Multiplizierer->EL-Sollwert. Der Multiplizierer erhält dann die Spannung als Rückkopplung von der EL.

Grüsse,
Schimmi

[edit] Ich habe das Bild mal ein bißchen schmaler gemacht, dann ist es übersichtlicher. Der Text aller anderen Postings wird sonst ebenfalls zu breit und man ist nur noch am hin- und herscrollen. - Thoralt [/edit]

Hallo Schimmi,

jetzt muss ich auch mal eine Grafik hochladen. Ausserdem habe ich mir das Ganze doch mal in der Theorie überlegt.

Grundlegendes zur Schaltung:
über den Messwiderstand RM fliesst ein Strom. Der Regler (angedeutet durch den Kreis und das + und - Symbol) fährt den Eingang der Endstufe (hier L) solange nach, bis die Spannung an RM der Ausgangsspannung VDAC entspricht. Soweit zum Regler und VDAC. Für den DAC wird ein 12 Bitter (2048 Ausgangswerte) angenommen.

Es gibt also zwei Möglichkeiten, diese Schaltung zu betreiben:

Schalter unten:
I-Betrieb. Dem DA Wandler wird eine feste Referenz zur Verfügung gestellt
[1] VDAC = VREF*[x] / 2048
[2] IR = VDAC / RM

[1] in [2] IR = (VREF*[x]) / (RM*2048)
=> der Strom IR hängt also linear von der Ausgangsspannung des DAC ab
(wer Lust hat, kanns ja noch nach [x] auflösen.....

Schalter oben:
R-Betrieb. Die Referenz für den DAC (VREF) hängt von der Eingangsspannung und dem Verhältnis des Widerstandsteilers ab!
[3] VDAC = VIN * (R2/(R1+R2)) * ([x]/2048)

Gehen wir nun davon aus, dass sich L wie ein Widerstand verhält. Ich bezeichne im Folgenden L nun als R (unser Soll-Widerstand).
=> [4] IR = VIN / (R+RM) (Strom durch die beiden Widerstände R und RM)

Gleichsetzen der beiden Gleichungen [4] und [2]:
[5] VIN / (R+RM) = VDAC / RM

[3] in [5] Einsetzen:

VIN / (R+RM) = (VIN * (R2/(R1+R2)) * ([x]/2048)) / RM

das Ganze nach [x] Auflösen (VIN fällt dabei ganz zufälligerweise raus):

[x] = (RM/(R+RM)) * ((R1+R2)/R2) * 2048

nun haben wir also den Wert [x] für den DAC in Abhängigkeit von unserem Sollwiderstand R+RM (RM geht ja in den Gesamtwiderstand mit ein).

Beispiel:
VIN = 10V
Rgesamt = 10Ohm
RM = 1Ohm (z.B.)
=> R = 9Ohm
=> IR = 1A
Spannung an RM = 1V
DAC sollte also 1V liefern
VREF (im R-Betrieb mit R1=1k, R2=1k) => VREF = 5V
DAC muss also auf 2048*1V/5V = 409,6 programmiert werden

Abgleich sollte meiner Meinung nach kein Problem sein. Wenn ich mir die Temperaturkoeffizienten der Hochlastwiderstände im Vergleich zu Metallfilmwiderständen 1% mit TK100 anschaue, dann brauchen wir eh nicht mehr stark an einen hochgenauen Abgleich (v.a. in Bereichen, wo doch etwas Strom fliesst) denken.

Noch eine Frage:
welche Widerstandswerte im R-Betrieb in einer EL sind überhaupt üblich? Hat da wer Erfahrungswerte?


MfG
Siegi
PS:
In der Hoffnung, keinen Schrott gerechnet zu haben, falls doch, dann

Hallo Siegi,

ich habe nachgerechnet und komme zum gleichen Ergebnis wie Du.

Die Veränderung der Referenz ist sicherlich eine sehr elegante Variante und kommt somit ohne eine Multiplizierer aus. In sofern ist Deine Lösung die Bessere!

welche Widerstandswerte im R-Betrieb in einer EL sind überhaupt üblich? Hat da wer Erfahrungswerte?

Das hängt sehr vom Anwendungsfall ab. Ich denke im Lastbetrieb an einem Netzteil oder Akku haben wir eine Spannungsbereich von vielleicht 0-40V und ein Strombereich zwischen 10mA und 10A, was eine Widerstand von 0-4000 Ohm entspricht. Wobei sicherlich die meisten Anwendungen sich im mittleren Bereich von ungefähr 10-15V und 100mA - 1A abspielen werden, was dann einem Widerstandswert von 10 - 150 Ohm entspricht.

Grüsse,
Schimmi

Hallo,

ich habe nochmal gegoogelt:

http://www.elv.de/output/controller.asp ... tail2=6882

Das könnte ein wenig als Anhaltspunkt dienen. Wobei ich die 200W schon etwas heftig finde...

Grüsse,
Schimmi

siegiathome hat geschrieben:Für den DAC wird ein 12 Bitter (2048 Ausgangswerte) angenommen.

Da hat sich ein kleiner Rechenfehler eingeschlichen, da ein 12Bit DA-Wandler 4096 Ausgangswerte hat.

Ciao,
Rainer

Hallo,

Rechenfehler ist mir auch schon aufgefallen...

korrigiere (n = Auflösung in Bits):
[x] = (RM/(R+RM)) * ((R1+R2)/R2) * (2^n)

Leistung 200W (mit entsprechendem Lüfteraggregat) finde ich mittlerweile gar nicht mehr so abwegig. Mit dem Kühlkörper, der auch auf der DCP verwendet wird, schaffe ich bei meinem Prototypen ohne weiteres ca. 75W (Kühlkörpertemperatur mit Lüfter bei ca. 70°C). Für 200W sollten es dann aber schon meiner Einschätzung nach mindestens 6 FETS sein. Vielleicht mache ich die Platine so, dass die 'stromführenden' Leiterbahnen ohne Lötstopplack sind. Da kann dann jeder nach belieben noch Lötzinn und Kupfer auftragen.

MfG
Siegi.

Hallo Siegi,

70°C sind für einen Kühlkörper ja nicht die Welt, nur hinlangen würde ich da nicht mehr... Das macht bei 75W eine Rth von 0,67 K/W und ergibt dann bei 200W eine Kühlkörpertemperatur von 70°C + 125W * 0,67 K/W = 153,3 °C. Fazit: Operation gelungen, Transistor tot!
Mit einem anderen Kühlkörper wie z.B. dem LAM 1 von Fisher könnte es klappen. Der hat nur 0,3 K/W und damit käme man auf 107,5 °C bei 200W, was immer noch zu viel für Dauerleistung ist. Aber von den Abmessungen (75x75x140mm) könnte der in ein 19' Rack passen.

Da hat sich ein kleiner Rechenfehler eingeschlichen, da ein 12Bit DA-Wandler 4096 Ausgangswerte hat.

Das hatte ich jetzt doch glatt übersehen...

Ich habe jetzt auch mal ein paar TLV5616 und DAC8501 als Samples bei TI angefordert... Mal sehen, ob die noch vor Weihnachten hier aufschlagen...

Grüsse,
Schimmi

Hallo zusammen,

ich habe heute die Samples von TI bekommen... Ich werde mich mal über die Feiertage näher damit befassen, bzw. mal einen Prototyp aufbauen...

Grüsse,
Schimmi

Net schlecht, ich freu mich schon drauf wenns fertig ist...

Viel Erfolg
LiS

Hi,

hab auch mittlerweile meine Samples von TI bekommen. Leider habe ich die verkehrten Gehäuse (8MSOP) bestellt. Werde aber trotzdem mal mit den kleinen Fuzziteilen rumbasteln.
Aufgrund Zeitmangel bin ich die letzten Tage nicht zu viel gekommen. Ab morgen ist dann erst mal Urlaub (für Familie muss auch mal Zeit sein). Werd dann ab Anfang Januar wieder weitermachen.
Frohe Weihnachtsfeiertage allerseits

MfG
Siegi.