User manual
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Bisher haben wir analoge Werte, wie Spannung mit einem Analog/Digital Umsetzer in binäre Werte übersetzt.
Es geht aber auch umgekehrt, also digitale Werte in analoge Werte umzusetzen. Den Umsetzer nennt man
Digital-Analog Umsetzer oder umgangssprachlich D/A-Wandler.
Zur Realisierung gibt es unterschiedliche Wege, den einfachsten erklären wir hier näher:
11. Digital-Analog Umsetzer
11.1 Digital Analog Umsetzer und Funktion
2R
2R
2R
2R 2R
R
R
R
Bit 3
Bit 2
Bit 1
Bit 0
Beispiel: 0=0V 1=5V R=1000Ohm
Ausgang
Hier ein einfacher 4-Bit-DA-Umsetzer, den man sogar nachbauen kann. Man nennt die Anordnung R2R Netz-
werk, da nur Widerstände der Wertigkeit R und 2R also dem doppelten Wert vorkommen. Wir verwenden
1kOhm für R und 2kOhm für 2R. Die Widerstände müssen sehr genau sein, damit das Ganze gut funktioniert.
Bit 0 ist das sogenannte niederwertigste Bit, ist also dem niedrigsten Wert zugeorndet und ändert nur wenig
an der Ausgangsspannung, da es ganz weit hinten am Spannungsteiler liegt. Bit 3 hat den stärksten Einuss.
Ein Sonderfall lässt sich leicht berechnen: sind alle Bits auf 0, dann liegt am Ausgang 0V an. Bei diesem Fall sind
alle Bits auf 1 also 5V an den Anschlüssen, am Ausgang gibt es nicht genau 5V, da der letzte Widerstand immer
auf 0V liegt. Untenstehend der Plan für eine Simulation mit LTSpice.
Oben sieht man die Simulationsergebnisse, der simulierte Counter zählt zyklisch von 0 bis 15 und der DA-
Umsetzer liefert die entsprechende proportionale Spannung. Das verwendete Programm LTSpice ist kostenlos
(Linear Technologies). Die kleinen Spitzen entstehen, wie in der Wirklichkeit, da die Umschaltungen nicht ideal
verlaufen, sondern Anstiegs- und Abfallanken angegeben haben.
Der Spannungsverlauf der einzelnen Quellen, hier wurden Spannungsquellen verwendet, deren Verlauf per
LTSpice programmierbar ist, so dass ein binärer Zähler entsteht.