Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke Digital-Analog-Wandler Mit Widerstandsnetzwerk und Operationsverstärker Frederik Dienert Gewerbliche und Hauswirtschaftlich-Sozialpflegerische Schulen Emmendingen 5. November 2017
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Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
Digital-Analog-WandlerMit Widerstandsnetzwerk und Operationsverstärker
Frederik Dienert
Gewerbliche und Hauswirtschaftlich-Sozialpflegerische SchulenEmmendingen
5. November 2017
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
Inhalt
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung
DA-Wandlung mit Summierverstärkern
Leiternetzwerke
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
Schaltgewichtwaage: ein mechanischerDigital-Analog-Wandler
Seitenansicht einer Schaltgewichtwaage
Schaltgewichte, 80g angehoben
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
Funktionsweise der Schaltgewichtwaage
• Die Waage besitzt 4 ringförmige Gewichte• Die Gewichte sind binär gestuft: 80g, 40g, 20g, 10g• Mit einem Drehknopf werden die Gewichte mit einer binär
codierten Walze über Hebel angehoben oder abgesenkt.• Ist ’0’ eingestellt, liegen alle Gewichte auf der Waagschale.• Legt man z.B. 50g Wägegut dazu, muss man die Gewichte
10g und 40g anheben, damit die Waage wieder imGleichgewicht ist.
• Die Feinauflösung bis 10mg wird über ein optischesSystem mit Drehspiegel erzielt.
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
Funktionsweise der Schaltgewichtwaage
• Die Waage besitzt 4 ringförmige Gewichte• Die Gewichte sind binär gestuft: 80g, 40g, 20g, 10g• Mit einem Drehknopf werden die Gewichte mit einer binär
codierten Walze über Hebel angehoben oder abgesenkt.• Ist ’0’ eingestellt, liegen alle Gewichte auf der Waagschale.• Legt man z.B. 50g Wägegut dazu, muss man die Gewichte
10g und 40g anheben, damit die Waage wieder imGleichgewicht ist.
• Die Feinauflösung bis 10mg wird über ein optischesSystem mit Drehspiegel erzielt.
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
Funktionsweise der Schaltgewichtwaage
• Die Waage besitzt 4 ringförmige Gewichte• Die Gewichte sind binär gestuft: 80g, 40g, 20g, 10g• Mit einem Drehknopf werden die Gewichte mit einer binär
codierten Walze über Hebel angehoben oder abgesenkt.• Ist ’0’ eingestellt, liegen alle Gewichte auf der Waagschale.• Legt man z.B. 50g Wägegut dazu, muss man die Gewichte
10g und 40g anheben, damit die Waage wieder imGleichgewicht ist.
• Die Feinauflösung bis 10mg wird über ein optischesSystem mit Drehspiegel erzielt.
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
Funktionsweise der Schaltgewichtwaage
• Die Waage besitzt 4 ringförmige Gewichte• Die Gewichte sind binär gestuft: 80g, 40g, 20g, 10g• Mit einem Drehknopf werden die Gewichte mit einer binär
codierten Walze über Hebel angehoben oder abgesenkt.• Ist ’0’ eingestellt, liegen alle Gewichte auf der Waagschale.• Legt man z.B. 50g Wägegut dazu, muss man die Gewichte
10g und 40g anheben, damit die Waage wieder imGleichgewicht ist.
• Die Feinauflösung bis 10mg wird über ein optischesSystem mit Drehspiegel erzielt.
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
Funktionsweise der Schaltgewichtwaage
• Die Waage besitzt 4 ringförmige Gewichte• Die Gewichte sind binär gestuft: 80g, 40g, 20g, 10g• Mit einem Drehknopf werden die Gewichte mit einer binär
codierten Walze über Hebel angehoben oder abgesenkt.• Ist ’0’ eingestellt, liegen alle Gewichte auf der Waagschale.• Legt man z.B. 50g Wägegut dazu, muss man die Gewichte
10g und 40g anheben, damit die Waage wieder imGleichgewicht ist.
• Die Feinauflösung bis 10mg wird über ein optischesSystem mit Drehspiegel erzielt.
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
Funktionsweise der Schaltgewichtwaage
• Die Waage besitzt 4 ringförmige Gewichte• Die Gewichte sind binär gestuft: 80g, 40g, 20g, 10g• Mit einem Drehknopf werden die Gewichte mit einer binär
codierten Walze über Hebel angehoben oder abgesenkt.• Ist ’0’ eingestellt, liegen alle Gewichte auf der Waagschale.• Legt man z.B. 50g Wägegut dazu, muss man die Gewichte
10g und 40g anheben, damit die Waage wieder imGleichgewicht ist.
• Die Feinauflösung bis 10mg wird über ein optischesSystem mit Drehspiegel erzielt.
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
Funktionsweise der Schaltgewichtwaage
• Die Waage besitzt 4 ringförmige Gewichte• Die Gewichte sind binär gestuft: 80g, 40g, 20g, 10g• Mit einem Drehknopf werden die Gewichte mit einer binär
codierten Walze über Hebel angehoben oder abgesenkt.• Ist ’0’ eingestellt, liegen alle Gewichte auf der Waagschale.• Legt man z.B. 50g Wägegut dazu, muss man die Gewichte
10g und 40g anheben, damit die Waage wieder imGleichgewicht ist.
• Die Feinauflösung bis 10mg wird über ein optischesSystem mit Drehspiegel erzielt.
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung
Uref 10V
R11kΩ
R21kΩ
R51kΩ
R41kΩ
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7.5V
5V
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Ua
Parallelverfahren
Uref 15V
z08 · R0
8kΩ
+15V
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z14 · R0
4kΩ
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Wägeverfahren
Urefz0
R
CUa
Zählverfahren
• n Schalter fürn Schritte
• BeliebigeFunktionenrealisierbar
• n Schalter für2n Schritte
• Im Beispiel: 4Schalter =>16 Schritte
• Nur 1 Schalter,auch bei hoherAuflösung
• langsamesVerfahren
• Audio-Klasse-D-Verstärker bis inden kW-Bereich
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung
Uref 10V
R11kΩ
R21kΩ
R51kΩ
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Zählverfahren
• n Schalter fürn Schritte
• BeliebigeFunktionenrealisierbar
• n Schalter für2n Schritte
• Im Beispiel: 4Schalter =>16 Schritte
• Nur 1 Schalter,auch bei hoherAuflösung
• langsamesVerfahren
• Audio-Klasse-D-Verstärker bis inden kW-Bereich
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung
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R51kΩ
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Zählverfahren
• n Schalter fürn Schritte
• BeliebigeFunktionenrealisierbar
• n Schalter für2n Schritte
• Im Beispiel: 4Schalter =>16 Schritte
• Nur 1 Schalter,auch bei hoherAuflösung
• langsamesVerfahren
• Audio-Klasse-D-Verstärker bis inden kW-Bereich
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Verfahren der Digital-Analog-Wandlung
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• n Schalter fürn Schritte
• BeliebigeFunktionenrealisierbar
• n Schalter für2n Schritte
• Im Beispiel: 4Schalter =>16 Schritte
• Nur 1 Schalter,auch bei hoherAuflösung
• langsamesVerfahren
• Audio-Klasse-D-Verstärker bis inden kW-Bereich
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung
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Zählverfahren
• n Schalter fürn Schritte
• BeliebigeFunktionenrealisierbar
• n Schalter für2n Schritte
• Im Beispiel: 4Schalter =>16 Schritte
• Nur 1 Schalter,auch bei hoherAuflösung
• langsamesVerfahren
• Audio-Klasse-D-Verstärker bis inden kW-Bereich
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung
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• Nur 1 Schalter,auch bei hoherAuflösung
• langsamesVerfahren
• Audio-Klasse-D-Verstärker bis inden kW-Bereich
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
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• langsamesVerfahren
• Audio-Klasse-D-Verstärker bis inden kW-Bereich
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
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• langsamesVerfahren
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Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
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• Nur 1 Schalter,auch bei hoherAuflösung
• langsamesVerfahren
• Audio-Klasse-D-Verstärker bis inden kW-Bereich
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
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Zählverfahren
• n Schalter fürn Schritte
• BeliebigeFunktionenrealisierbar
• n Schalter für2n Schritte
• Im Beispiel: 4Schalter =>16 Schritte
• Nur 1 Schalter,auch bei hoherAuflösung
• langsamesVerfahren
• Audio-Klasse-D-Verstärker bis inden kW-Bereich
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung
Uref 10V
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Urefz0
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Zählverfahren
• n Schalter fürn Schritte
• BeliebigeFunktionenrealisierbar
• n Schalter für2n Schritte
• Im Beispiel: 4Schalter =>16 Schritte
• Nur 1 Schalter,auch bei hoherAuflösung
• langsamesVerfahren
• Audio-Klasse-D-Verstärker bis inden kW-Bereich
Verfahren der Digital-Analog-Wandlung DA-Wandlung mit Summierverstärkern Leiternetzwerke
Praktischer Versuch: Wägeverfahren mit Arduino
• Anstelle der Umschalter werden 4 Digitalausgänge einesArduinos verwendet. => Uref = 5V