Цифровой потенциометр

[СЦБист]

Всем доброго дня !

Скажите пожалуйста , в цифровом потенциометре обеспеченна гальваническая развязка

питания микросхемы и цепи куда непосредственно входит цифровое сопротивление ?

[kaetzchen]

если гальванически отвязаться от сопротивления то оно возрастет до бесконечности ну почти . можно просто положит микруху в карман и там носить. гальваническая развязка гарантирована.

[Ser60]

ТС, вероятно, имел в виду гальваническую развязку выводов потенциометра от схемы управления. Таких не видел, но может они и существуют. Однако, для гальванической развязки цифрового интерфейса имеется масса специализированных микросхем. Вот еще интересное решение:
http://www.edn.com/design/analog/4368893/Use-a-photoelectric-FET-optocoupler-as-a-linear-voltage-controlled-potentiometer

[СЦБист]

я имел ввиду следующее:

цепь источник Е1 не связана с источником E2 ?

Вложения

Б.JPG

(19.33 KiB) Скачиваний: 1000

[m.ix]

Спойлер

572ПА1

[СЦБист]

m.ix я дико извиняюсь, но помойму на втором рисунке лажа.

через ключ 9 протекает ток U/2R

через ключ 8 протекает ток U/4R

через ключ 7 протекает ток U/8R

через ключ 6 протекает ток U/16R

через ключ 5 протекает ток U/32R

через ключ 4 протекает ток U/64R

через ключ 3 протекает ток U/128R

через ключ 2 протекает ток U/256R

через ключ 1 протекает ток U/512R

через ключ 0 протекает ток U/1024R

Ток через резистор Roc будет равен сумме этих токов , а именно 1023U/1024R.

Выходит , что при всех замкнутых ключах на выходе никогда не будет опорного напряжения.

[m.ix]

Эти недостатки устранены в схеме ЦАП AD7520 (отечественный аналог 572ПА1), разработанном фирмой Analog Devices в 1973 году, которая в настоящее время является по существу промышленным стандартом (по ней выполнены многие серийные модели ЦАП). Указанная схема представлена на рис. 4. В качестве ключей здесь используются МОП-транзисторы.

http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/doc/dac/pardacs.htm

[Ser60]

цепь источник Е1 не связана с источником E2 ?

Что значит не связана? Для нормальной работы ключей в цифровом резисторе необходимо, чтобы его выводы находились под потенциалом в пределах от 0 В до напряжения питания блока управления относительно его (блока) общего провода. Утечка между источниками Е1 и Е2 будет при этом мизерной, но Е2 должен быть гальванически привязан к потенциалу земли микры.

[СЦБист]

m.ix как работает эта схема я в курсе.

при всех замкнутых ключах на выходе никогда не будет опорного напряжения так-как часть тока

уйдет через резистор

Вложения

image023.png

(11.92 KiB) Скачиваний: 1138

[m.ix]

Можно внешний резистор (делитель напряжения) подвесить, дабы создать какой то на чём то падение напряжения.
Возможно где то есть аналогичная микра управляемая квадратной или аналогичной шиной.

Хотя что то подобное можно соорудить-попросить, увеличив регулировку ступеней напряжений увеличить с 256 до 2048 или более.
http://radiokot.ru/circuit/digital/home/42/

[СЦБист]

цепь источник Е1 не связана с источником E2 ?

Е2 должен быть гальванически привязан к потенциалу земли микры.

а земля Е1 должна быть связанна с землей Е2 ?

[КРАМ]

ОБЯЗАТЕЛЬНО.
Иначе есть риск пробить затворы ключей.
Самой большой опасностью является непредсказуемый потенциал разных источников.
Оптики или трансформаторов в обычных цифровых потенциометрах нет.
Два источника применяют исключительно для привязки управления к стандартным уровням управления КМОП, а аналоговой части к диапазону коммутируемых напряжений. Коммутируемые напряжения должны быть меньше или равны аналоговому питанию.

[СЦБист]

V+ и V- это то самое аналоговое питание цепи в которую непосредственно входит управляемое сопротивление ?

Вложения

74p1.png

(13.74 KiB) Скачиваний: 856

[Albert_V]

"Внутренности" всех Digital Potentiometer, с которыми я работал, по питанию сделаны так (отличия только в номиналах напряжений, сопротивлении, количеству "переменников" в корпусе и интерфесу.).

[КРАМ]

V+ и V- это то самое

То самое. Напряжение на самом потенциометре не должно выходить за диапазон V+...V-
Управление потенциометром осуществляется в КМОП уровнях питания Vcc.
У всех трех источников общий потенциал GND лишь с тем исключением, что ток управления не должен проходить через проводник, соединяющий GND с аналоговой землей схемы. Топология печатной платы должна это исключить.

[nikola1971]

Вопрос возник по той же самой теме - объединение земель, при использовании цифрового потенциометра AD8400 1КОм. Интересно было бы услышать мнение от тех, у кого большой опыт практического использования подобных регуляторов. Вопрос касается адекватности работы такого потенциометра в схеме функционального генератора - треугольного напряжения, по достаточно известной схеме: на двух ОУ:

Т.е. регулятор частоты, это - R2, его и заменяем цифровым потенциометром.
При полной гальваноразвязке, по источникам питания( контроллер и цифр. потенциометр от схемы генератора) - работает идеально, как и полагается, с полным соответствием выдаваемых частот номиналу обычного сопротивления, установленному на это место.
При попытке объединить источники питания по "земле" - адекватная работа прекращается полностью: линейность, последовательность и диапазон генерации - "слетают" полностью. Тоже происходит и при питании всего устройства от одного источника, в котором, естественно, "земляной" провод схемы управления и аналоговой части имеют общую точку.
При попытке выяснить, удалось только зафиксировать отличия по постоянному напряжению на верхнем выводе потенциометра: 1КГц -1.19В( +1.72В); 8КГц -153мВ(-300мВ); 12КГц -99мВ(+19мВ); 15КГц -80мВ(-123мВ); 18КГц -66мВ(-183мВ); а скажем для 30Гц -1,14В(+1,77В). В скобках значения при "общей земле". Значение на движке, во всех вариантах подключений -67мВ. Нижний вывод сейчас прямо на земляной шине и там всегда 0 относительно "нуля" в БП.
Т.е. вопрос о том, как и когда можно объединять источники E1 и Е2, всплыл в полной мере , и как заставить работать схему генератора, при гальваносвязанных источниках? В самом потенциометре вывод GND - один. Выводы потенциометра ( A, B, W) ни с какими его другими( цифр. упр. и питание +\GND) - не прозваниваются.

[nikola1971]

И так, вопрос по внедрению цифрового потенциометра в схему, в данном случае "генератор треугольных импульсов" - разрешился. Напомню, что трудность и непредсказуемая работа схемы возникла при попытке объединить общую шину питания цифровой части(ARDUINO) с аналоговой частью(генератор). Независимо даже, от использования двух раздельных блоков питания, или же, когда - используем один БП, где земляная шина для +8В\-8В и +5В - общая, изначально.
Проверено на адекватную работоспособность с тремя вариантами "шинной изоляции" сигналов управления ЦП, по SPI.
1) ADUM1300ARWZ C электромагнитным каналом передачи данных. Первые испытания результата не дали: информация-код в ЦП не проходила....После раздумий, всё-таки удалось найти решение....Поставил между тактовой шиной SCK и "общим" 100пФ, с "передающей стороны". Ещё был испробован вариант шунтирования канала данных(SI/DIN) ёмкостью в 1нФ. Данные, также начинают передаваться в ЦП, но данное решение, как-то не "есть гут", из-за нарушения "чистоты принципа изоляции". Т.е., по моему разумению, с данным типом изолятора - необходима коррекция временных параметров импульсов данных-тактирования.
2) ISO7240CDW Ёмкостной канал изоляции-передачи данных. С ним заработало сразу и без какого-либо шаманства с ёмкостями. Он 4х-канальный. Один канал(лишний), с "входной стороны" был подключён к "земле".
3) 6N137M Оптопара высокоскоростная, 3шт на SPI. Нагрузочный резистор её коллекторного выхода 2,4КОм. Резистор в цепи СД 220Ом. В её ДТ есть варианты со значением нагрузочного резистора от 350Ом до 4КОм. Чем он меньше - тем она "быстрее".
И последнее добавление к схеме, которое потребовалось - это введение дополнительного источника питания для самого ЦП и одного из вариантов шинного изолятора. Этот источник обязательно должен быть гальваноразвязан от остальных! Таким источником питания стал монолитный DC/DC преобразователь AM1-0515, после которого установлена 7805(100мА). Ток потребления, по первичной стороне, такого источника 87мА. Или искать отдельную обмотку(канал) в БП, но с развязкой от всех остальных по земляной шине.
Как-то, вот так. Может кому пригодится, тем более, если уже пойдёт вопрос о разводке платы, и, чтобы не попасть потом в затруднительное положение, когда так называемый "цифровой потенциометр", как бы "аналог" обычного и типа "развязан" от схемы управления - испортит нормальную работу всей схемы-устройства. Развязку, получается, необходимо предусматривать сразу, для гарантированной 100% работоспособности.
P/S
1) Да, и если всё-таки найдётся отдельная обмотка, для питания ЦП и "изолятора", то работоспособность, при таком варианте питания, - проверил бы заранее и на макете. Т.к. уже при попытках соединять общие шины основных(раздельных) источников питания, через ёмкости от 33нФ до 1нФ и менее - происходит изменение частоты генерации, т.е. имеет место проявление ёмкостной связи источников напряжения. Также влияние на частоту(схемы генератора) оказывала и величина шунтирующей ёмкости канала передачи данных на ADUM1300, поэтому - не полениться проверить работу заранее.
2) Программа управления написана во FC v5.5.2.1 Частота кварца 16МГц, а в настройках макроса SPI установлен делитель Fosc/16. На /64 не работает изначально и никак.
3) Можно ли вообще обойтись без "развязок и обвесок"....? Могу только добавить, что вводил в схему генератора "искусственную среднюю точку" из резистивного делителя с шунтами электролитами. Относительно такой "земли" генератор тоже работал, НО объединить земли двух источников питания( или запитать от общего) - также не удалось. А, в устройстве - общая земляная шина, просто неизбежна.

[mickbell]

По ADUMам. Я ими пользуюсь давно, гоняю через них SPI, пока никаких проблем с непрохождением информации через каналы не возникало, никакая подгрузка ёмкостью не требовалась. Что-то у вас не так. В моём случае МК - это или AVR (обычно ATMEGA64), или STM32. А вот с тиристорным эффектом я сталкивался - на ADUMах первой серии, у них номер начинается с единицы. Изделия у нас в конторе обязательно проходят испытания, в том числе на ЭМС. Среди таких - испытание воздействия статического разряда. Тут-то этот эффект и проявлялся. Подробно расписывать не буду, он много где описан. Скажу только, что ADUMы последних серий по заявлениям производителя от тиристорного эффекта избавлены, да и на испытаниях новых ADUMов я с ним не сталкивался.

[nikola1971]

Да, столкнуться пришлось с исключительной мистикой. Первым претендентом(приобрёл сразу все три типа) на изолирование шины и был ADUM. Микросхемка распаяна на платке-переходнике, установлены блокировочные конденсаторы 0,1мкФ по питанию, на обоих сторонах, как и рекомендовано в ДТ. Проводки по 10см от ARDUINO до неё и такие же до макетки где ЦП со схемой генератора. Питание, дополнительное-изолированное в +5В, на приёмную сторону и ЦП - подано. Изначально цифровая часть с МК и схема генератора запитывалась от раздельных(трансформаторных) БП, от каждого из которых выведен "0-земляной" проводок. Включаю, но код в ЦП не записывается, хоть при соединённых землях источников, хоть при раздельных..."Что ещё-то нужно....? Может ADUM неисправен...?" И тут, просто произвёл несколько замыканий между собой, этими самыми "земляными проводами" между источниками питания. И, код - записался в потенциометр! Потом ещё несколько раз с другим значение кода-сопротивления, и опять - чётко передалась информация. Но, это уж очень экзотический способ передачи информации, путём "замыкания земель" между БП Зато, хоть стало ясно, что МС изолятора, в принципе, рабочая, но что-то "мешает" передаче. А, перед этим, наткнулся на тему о гальванической развязке, где был совет использовать импульсный трансформатор, а для лучшей передачи фронтов импульса - соединить обмотки ёмкостью. Вот сначала и поставил конденсатор параллельно каналу передачи данных на ADUM. И - заработало, а подумав, попробовал "задержать" фронты тактовых импульсов, поставив ёмкость между тактовой шиной и землёй, и так, тоже - происходит нормальное прохождение данных в ЦП. Думаю, что на "временную сетку" импульсов SPI может влиять макрос этого компонента программы Flowcode, в которой написана программа... Но, при этом для ISO-изолятора и оптрона 6N137 никаких ёмкостей-задержек, для нормальной работы(передачи данных) - не потребовалось.
Но, остановлюсь, похоже, на использовании 6N137, хотя получил опыт сразу с тремя типами развязки

[mickbell]

nikola1971 писал(а):

Думаю, что на "временную сетку" импульсов SPI может влиять макрос этого компонента программы Flowcode, в которой написана программа... Но, при этом для ISO-изолятора и оптрона 6N137 никаких ёмкостей-задержек, для нормальной работы(передачи данных) - не потребовалось.

В моих случаях формирование сигналов шины SPI я пишу сам, возможно, поэтому нет и проблем. Однако для выяснения причины надо бы осциллографом проверить, как выполняются временные требования к сигналам. Щупы при этом обязательно подключать к сигналам через делители, иначе их входная ёмкость угробит существующие сигналы и со щупами может даже заработать как надо (а без них - опять нет).
Блин, всё-таки хорошая штука - четырёхканальный Tectronix TDS2024...