Frecuencia máxima DAC?

[GutisJr]

Estoy desarrollando un generador de funciones programable. Su funcionamiento se basa en un microcontrolador con salidas hacia un DAC.

El hardware y gran parte del software ya lo tengo listo, el problema ha surgido a la hora de probar una señal cuadrada simétrica a alta frecuencia, cuyo resultado en el osciloscopio ha sido una señal a la que he bautizado como "ola de surf" ya que se asemeja mas a una ola que a una señal cuadrada. Tiene toda la pinta de las curvas carga/descarga de un condensador así que cambié valores de condensadores adjuntos al dac e incluso los quité pero el problema no se solventó. Así que empecé a sospechar de la velocidad de respuesta del DAC, revisé el datasheet y no encontré ninguna información al respecto.

Empecé a subir frecuencia gradualmente hasta apreciar cuando empieza a distorsionar, a unos 190KHz.

En resumen, me gustaría preguntar si alguien conoce la frecuencia máxima del DAC0800, para asegurarme que estoy en lo cierto antes de cambiar de DAC, y si es así, me gustarían recomendaciones de DAC's que funcionasen a altas frecuencias.

Gracias de antemano.

 

[Eduardo]

Y que pusiste a la salida? Un operacional o estás midiendo sobre una resistencia?

 

[GutisJr]

Al DAC 0800 no le hace falta ningún operacional en la salida, segun el datasheet ya lo lleva incorporado.
Estoy midiendo respecto a una salida y massa.

Este es el montaje:

 

[Eduardo]

Al DAC 0800 no le hace falta ningún operacional en la salida, segun el datasheet ya lo lleva incorporado.

A si?...

Responda dos preguntas caballero:

1- Cuál es la impedancia de salida del circuito que mostraste? (Remember: La salida es en corriente)

2- Que pasa si en una salida con esa impedancia le cuelgo algo de 1MΩ en paralelo un capacitor de entre 10pF y 50pF ? (como una punta de osciloscopio)

 

[GutisJr]

Con tus preguntas, aunque resulte irónico creo que me acerco a la respuesta.

Rectifico lo que has citado, el operacional incorporado que mencionaba se encuentra en las V de referencia, no en la salida.

Una vez dicho esto,

-Desconozco la impedancia de salida el montaje, y tampoco sabría como calcularla, si fueras tan amable de compartir tus conocimientos te lo agradecería enormemente.

-Al desconocer la impedancia, no se decirte que pasaria al colgar 1Mohm en paralelo, sólo se decirte que si las impedancias son diferentes no hay una transimision total de potencia entre entrada-salida.


Poniendo un operacional en la salida e igualando impedancias dejara de distorsionar a frecuencias altas?

 

[Eduardo]

-Desconozco la impedancia de salida el montaje, y tampoco sabría como calcularla, si fueras tan amable de compartir tus conocimientos te lo agradecería enormemente.

La salida es una fuente de corriente (impedancia infinita) en paralelo (al pasivar la alimentación) con una R10K --> Luego, la impedancia de salida es 10K.

De Teoría de Circuitos tenés material de sobra para leer, no hay ningún conocimiento que "compartir", está todo escrito.

-Al desconocer la impedancia, no se decirte que pasaria al colgar 1Mohm en paralelo, sólo se decirte que si las impedancias son diferentes no hay una transimision total de potencia entre entrada-salida.

En este caso lo que molesta es la capacidad de la carga.
Si tenés un generador de onda cuadrada con resistencia interna 10K y lo cargás con un C de 50pF: Que pasará a frecuencias altas?

Poniendo un operacional en la salida e igualando impedancias dejara de distorsionar a frecuencias altas?

No tenés que igualar nada, estás metiendo conceptos de transferencia de potencia donde no tienen nada que hacer.
Simplemente tenés que meter un operacional (como conversor corriente-tensión) para tener una salida de baja impedancia.
Obviamente, no un 741, si no vas a estar en la misma.

 

[powerful]

ojo!!!, con el slew rate del Opamp

 

[GutisJr]

En este caso lo que molesta es la capacidad de la carga.
Si tenés un generador de onda cuadrada con resistencia interna 10K y lo cargás con un C de 50pF: Que pasará a frecuencias altas?

Que crea un filtro RC paso-bajo, por lo tanto a partir de una frecuencia no dejara pasar superiores, pero no creo que sea el caso, la frecuencia de corte de un filtro paso bajo con una R=10K y un C=50pF si no calculo mal ronda los 308KHz, a mi me empieza a distorsionar la señal alrededor de los 200KHz.
Además, encontre en el taller una sonda de osciloscopio sin punta, quiero decir, mas que una sonda eran dos cables pelados y mondados. Se me ocurrió medir la salida del circuito con esa "sonda" que supuestamente no tiene una carga C, y el resultado fue el mismo que el obtenido con la sonda normal.

No sé, todo apunta a que es por culpa del tiempo de respuesta del DAC, pero no me cuadra del todo en su datasheet pone que su tiempo de respuesta es de 100nS y yo estoy trabajando con un cristal de 4MHz, por lo tanto el tiempo de instruccion del pic es de 1uS, una velocidad muchísimo más lenta que el propio DAC.

 

[Eduardo]

Que crea un filtro RC paso-bajo, por lo tanto a partir de una frecuencia no dejara pasar superiores, pero no creo que sea el caso, la frecuencia de corte de un filtro paso bajo con una R=10K y un C=50pF si no calculo mal ronda los 308KHz, a mi me empieza a distorsionar la señal alrededor de los 200KHz.

Otro que piensa que un pasa bajo es un "todo o nada"
No imagines, porque imaginás mal --> Usá un simulador y mirá que salida tiene ese pasabajo con 200kHz.
Tené en cuenta que 50pF es nada más que un valor típico no una ley de Dios. Para saber los de tu osciloscopio existen unas hojitas impresas muy bonitas que los acompañan.

Además, encontre en el taller una sonda de osciloscopio sin punta, quiero decir, mas que una sonda eran dos cables pelados y mondados. Se me ocurrió medir la salida del circuito con esa "sonda" que supuestamente no tiene una carga C, y el resultado fue el mismo que el obtenido con la sonda normal.

Hacé el favor de buscar el manual de tu osciloscopio y leer las características de la entrada.

Cuando movés el tornillo de compensación que tienen las puntas (en el conector BNC): Que creés que estás compensando ?

 

[chclau]

No es sólo el problema que un pasa bajo NO es todo o nada. Una onda cuadrada tiene componentes armónicos muy fuertes

http://www.allaboutcircuits.com/vol_2/chpt_7/2.html

Para poder ver una onda cuadrada sin distorsión, tienen que pasar unos cuantos armónicos, si los armónicos se ven atenuados, la onda cuadrada resulta distorsionada.

 

[GutisJr]

Vamos a ver, Sr. Eduardo.

He estado recopilando toda la información posible del DAC 0800: finalmente encontre su tiempo de conversión, 2uS. Tengamos en cuenta que la frecuencia de salida máxima de un dac viene dada por la siguiente fórmula: Fmax = 1/ 2 * tiempo de conversión.

Si aplicamos esta fórmula a mi caso la frecuencia máxima resulta ser 250KHz, que casualidad!! En mis medidas el dac no es capaz de pasar de mas o menos esa frecuencia aunque le ponga un operacional como tú dices.

Además, le he comentado el caso a un ingeniero electrónico conocido mio con muchos años de experiencia, y coincide conmigo en que el problema es el DAC y no el filtro pasa-bajo RC.

El problema viene del propio DAC y no por un filtro RC.

Así que, el pulgar hacia abajo va para usted:

Y por favor, abstengase de postear respuestas prepotentes, por que mas que ayudar lo que "hacés" es entorpecer.

 

[Eduardo]

Vamos a ver, Sr. Eduardo.
He estado recopilando toda la información posible del DAC 0800: finalmente encontre su tiempo de conversión, 2uS. Tengamos en cuenta que la frecuencia de salida máxima de un dac viene dada por la siguiente fórmula: Fmax = 1/ 2 * tiempo de conversión.
Si aplicamos esta fórmula a mi caso la frecuencia máxima resulta ser 250KHz, que casualidad!! En mis medidas el dac no es capaz de pasar de mas o menos esa frecuencia aunque le ponga un operacional como tú dices.

Angelito... el parámetro que tenés que mirar es el "Settling Time" (100ns)

La velocidad de conversión claro que es limitante para la velocidad de trabajo, pero en lo que estás visualizando no tiene nada que hacer.

Además, le he comentado el caso a un ingeniero electrónico conocido mio con muchos años de experiencia, y coincide conmigo en que el problema es el DAC y no el filtro pasa-bajo RC.
El problema viene del propio DAC y no por un filtro RC.
Así que, el pulgar hacia abajo va para usted:

En otras palabras, como no sabés de que agarrarte lo querés resolver por votación

De paso estás falseando los resultados porque hasta ahora el resultado es 1 a 1, ya que tu opinión técnicamente no cuenta.

Y por favor, abstengase de postear respuestas prepotentes, por que mas que ayudar lo que "hacés" es entorpecer.

Imposible. Los necios me sacan.

 

[chclau]

En ese DAC no hay un parámetro que sea tiempo de conversión. Como te dijo Eduardo, el parámetro que interesa es el settling time, de sólo 100ns.

Ahora si como tú dices el PIC le está enviando datos una vez por microsegundo, no es el DAC el que te limita, sino la velocidad con que está recibiendo datos. O sea el PIC. Y también tenés que tener en cuenta cuál es la carga a la salida,

De todos modos, te fijaste el link que te puse antes? Una onda cuadrada de 200 kHz tiene sus armónicas tercera y quinta en 600kHz y 1MHz. A esas frecuencias el filtro pasabajo de salida podría estar atenuando bastante y la onda saldría distorsionada.

 

[GutisJr]

Angelito... el parámetro que tenés que mirar es el "Settling Time" (100ns)

La velocidad de conversión claro que es limitante para la velocidad de trabajo, pero en lo que estás visualizando no tiene nada que hacer.

Por muy rápido que sea el tiempo de establecimiento, el DAC también tiene una respuesta según la frecuencia de salida. Fíjate en la gráfica que aparece en el datasheet.

En otras palabras, como no sabés de que agarrarte lo querés resolver por votación

De paso estás falseando los resultados porque hasta ahora el resultado es 1 a 1, ya que tu opinión técnicamente no cuenta.

Falsear los resultados únicamente me perjudicaría a mi.
Escribir en un foro para obtener ayuda y luego falsear resultados? No se que tipo de razonamientos te han llevado a esa conclusión, pero haztelo mirar, "tenés" una mente muy retorcida.
1 a 1 Yo con usted no estoy jugando ningún partido, es mas, ojalá pudiera darle la razón porque eso significaría que he resuelto mi problema.

Imposible. Los necios me sacan.

Prefiero ser un necio a un arrogante, como es su caso. La ignorancia tiene fácil solución, lo otro en cambio es más difícil de tratar.

Me hace gracia la gente que se cree un semidios que ya ha nacido sabiendolo todo.

En ese DAC no hay un parámetro que sea tiempo de conversión. Como te dijo Eduardo, el parámetro que interesa es el settling time, de sólo 100ns.

Ahora si como tú dices el PIC le está enviando datos una vez por microsegundo, no es el DAC el que te limita, sino la velocidad con que está recibiendo datos. O sea el PIC. Y también tenés que tener en cuenta cuál es la carga a la salida,

En las caracteristicas del 0800 que aparecen el farnell, hay un dato que pone: velocidad de conversión = 2uS. El dato me ha liado mas que ayudarme la verdad

No creo que el problema sea el PIC, el código que he escrito para realizar la señal cuadrada es:

INICIO CLRF PORTC
MOVLW 0XFF
MOVWF PORTC
GOTO INICIO

Son 4 instrucciónes, a 1uS por instrucción tenemos un periodo de 4us, si hacemos la inversa de 4us para obtener la frecuencia el resultado es: 250KHz.

Mas adelante cambiaré el cristal por uno de 20MHz para así obtener una velocidad de instruccion de 200nanos y aumentar la frecuencia máxima, pero de momento me quiero centrar en mostrar los 250KHz correctamente sin distorsión alguna.

De todos modos, te fijaste el link que te puse antes? Una onda cuadrada de 200 kHz tiene sus armónicas tercera y quinta en 600kHz y 1MHz. A esas frecuencias el filtro pasabajo de salida podría estar atenuando bastante y la onda saldría distorsionada.

Si, me fijé y te agradezco la información. La verdad es que la señal resultante tiene toda la pinta de ser atenuada por un pasabajo. Aunque hay cosas que no acabo de entender, como porque variando el condensador variable de la sonda no se refleja cambio alguno en la señal del osciloscopio, o porque porque poniendole un operacional convertidor de corriente-tension a la salida (LM319, el unico que encontre en el taller que no sea un 741) tampoco solucioné nada.

Para conectar el operacional al dac utilicé la configuración del medio de la siguiente imagen:

De todas formas, tengo pedido un opam con un slew rate de 4100V/us, para asegurarme de que no es culpa del lm319 (cuyo slew rate me ha sido imposible de localizar en su datasheet).

En cuanto lo pruebe, comentaré los resultados.

 

[chclau]

El dato que pusieron en Farnell es para confundir y no tiene relación con nada. Yo pienso que lo tomaron de la hoja de datos del 0800 en la que, entre otras cosas, se da una aplicación para crear un A-D usando el 0800 y un generador de rampa.

Pero en sí, el parámetro de tiempo de conversión es típico de A-D y no de D-A, por lo que si Farnell lo puso en la hoja de datos... la erraron fiero.

Mi impresión sigue siendo que el factor limitante principal en este caso es la velocidad del PIC.

 

[turkomac]

frecuencia maxima = 1 / 2 * setting time

entonces la frecuencia maxima del dac0800 es de 5 Mhz o 10 Msamples.

 

[revolucion]

La punta del osciloscopio tambien se comporta como un filtro pasabajo a altas frecuencias.

http://www1.herrera.unt.edu.ar/mediciones/TPracticos/Puntas de prueba.pdf

El dac es algo muy rapido. no creo que se atenue por eso, si decis que hay un pasa bajos lo mas posible sea por el cable coaxil de la punta. y la resistencia de entrada del osciloscopio.
Suerte con el experimento!