DAC passive I/V Wandlung und Filter

[ChPuls]

Hallo,

ich wollte mal wissen was Ihr zu einer passiven I/V-Wandlung und Filterung nach einem DAC haltet.

Hier mal ein Beispiel zur passiven I/V-Wandlung von der Seite: http://lampizator.eu/LAMPIZATOR/REFE...ampizator.html

Es handelt sich um den DAC PCM1702. Der 820Ohm-Widerstand nach Masse ist logischerweise die I/V-Wandlung.

Theoretisch könnte man danach einen passiven Filter bestehend aus einem Reihenwiderstand und einem Parallelkondensator schalten.

Ist der 820 Ohm Widerstand nicht eine starke Last für den DAC? Kann ein Reihenwiderstand die Last neutralisieren? Ich meine, die I/V- Wandlung bleibt erhalten, und die Last wird durch einen weiteren Reihenwiderstand neutralisiert wie bei einem Spannungsteiler.

Die Widerstände sind sicherlich sehr maßgeblich für das Rauschen. In innovativen Verstärkerschaltungen habe ich LEDs als Emitterwiderstand gesehen, so daß das Rauschen extrem gering bleibt. Könnte man hier auch LEDs einsetzen?



Ich habe auch schon andere passive Methoden mit zusätzlicher Spannungsquelle gesehen. Was ist zu empfehlen?

[Calvin]

Hi,

es gibt DACs und dann gibt es DACs und dann gibt es noch DACs
Im Prinzip haben wir es bei den üblichen Verdächtigen mit drei Möglichkeiten zu tun.
a) DACs mit Spannungsausgang:
Hier sorgen On-Chip OPs dafür, daß der Ausgang eine Spannungsquelle darstellt. Das reduziert den Aufwand. Zu finden eher bei den kostengünstigen Lösungen. Erfordert allenfalls noch etwas Nachfilterung und Ausgangspufferung. Beispiel CS4398, oder der AD1865, dessen OP aber frei zugänglich ist und der damit auch einen Betrieb wie in b) erlaubt.
b) DACs mit Stromausgang 0V-referenziert:
Das sind DACs die symmetrisch um 0V schwingende Ausgangsströme liefern, z.B. AD1865, PCM63/1702/1704. Diese DACs erfordern einen Strom-Spannungswandler, im simpelsten Fall ein Widerstand, im häufigsten Fall ein OP-Amp, im besten Fall eine schöne diskrete Schaltung. Aufgrund des Stromausganges ist die ideale Lastimpedanz 0Ohm, also technisch gesehen kein Widerstand und damit kein signalspannungshub. Es muss bei einer passiven Widerstand-Wandlung zudem beachtet werden, ob die DAC-Ausgänge Schutzdioden aufweisen. Diese würden die Ausgangsspannung, die über dem Widerstand am DAC-Ausgang anliegt auf die Flussspannung der Dioden limitieren. Beim PCM63 sollte der Widerstand so klein sein, daß die generierte Spannung unter ca. +-200mV bleibt, da sonst die Verzerrungen durch die beginnenden Diodenströme ansteigen. Das Signal des Strom-Spannungswandlers muss danach wie in a) in der Spannungsebene weiterbearbeitet werden.
c) DACs mit Stromausgängen und Offset-Strom:
Das sind DACs deren Ströme durch einen festen Offset keinen Nulldurchgang aufweisen, z.B. AD1955 und die PCM179x-Reihe. Hier gilt abgesehen vom Offset ähnliches wie für b). Die den DACs des Typs b) und c) folgende Schaltung sollte also einen möglichst niedrigen und über der Frequenz konstanten Eingangswiderstand aufweisen (ein Problem von einfachen OP-Schaltungen).
Diskrete Strompuffer/current-conveyor Schaltungen können hier mehr. Der Strompuffer bietet dem DAC einen niedrigen konstanten Eingangswiderstand und liefert an seinem hochohmigen Ausgang einen dem DAC-Strom gleichen Strom, der dann einfachst und präzise mit einem Widerstand in eine Spannung gewandelt werden kann. Der Strompuffer ist das Äquivalent zum Spannungsfolger/Pufferverstärker, der eine hohe Eingangsimpedanz, Spannungsverstärkung von 1 und einen niedrigen Ausgangswiderstand aufweist.
Im einfachsten Fall ist ein einziger Transistor in Basis- oder Gate-Schaltung das einzige nötige, aktive Bauteil.

Zu den Fragen:
Ja, der 820Ohm Widerstand ist eine starke Last, aber nicht weil er zu klein wäre, sondern zu groß, daß der DAC noch innerhalb seiner Spezifizikation arbeitet.
Als analoge Nachfilterung/Bandbreitenbegrenzung reicht ein kleiner C parallel zu dem Widerstand. Ein folgender notwendiger Puffer-Nachverstärker sollte dann ausreichend hohe Eingangsimpedanz aufweisen (>>10kOhm).
Bei den hier in Frage kommenden Widerstandwerten des Wandlerwiderstandes spielt Rauschen keine entscheidende Rolle.
LEDs kommen hier nicht in Frage. Es wäre allenfalls denkbar bei DACs mit Stromoffset die Diode als Teil eiones Optokopplers in Flussrichtung zu betreiben. Allerdings sind Optokoppler herzlich unlinear und zweitens träte an der Diode und damit am DAC-Ausgang die Flussspannung auf. Kurz. Macht hier keinen Sinn. In einer Verstärkerschaltung liegen aber gänzlich andere Bedingungen vor und da haben LEDs ihre Berechtigung und Nutzen.

jauu
Calvin