[心得] R-2R DAC 电阻精度匹配与模拟

楼主: hiro920463 (hiro)   2017-12-19 19:45:40
图文易读版
http://chihhanlin.weebly.com/r2r-dac-38651384592130537197.html
想搞 audio 的 R-2R DAC? 想学啊? 我教你
http://chihhanlin.weebly.com/uploads/8/4/4/0/8440048/learn_orig.jpg
一样先写结论:
R2R DAC 硬件有三宝: 开关, 参考电源和电阻匹配. 这篇文章用静态电阻匹配计算来模拟
动态可能碰到的失真问题, 扩充一下结合 Re-sorting 跟 Laser trimming (管它开关导
通电阻有多大我连它一起算进 R-2R 修整)的技术应该有机会找出兼具低成本与高效能的
audio R-2R ladder 量产制程.
最后我写了一个 R-2R DAC 电阻精度匹配与 THD (Total Harmonic Distorsion)的模拟程
式, 稍微动了点手脚(商业机密)让部份类型的小讯号模拟不是那么准确, 不过足以佐证
一些量测结果与原理. 这玩意甚至可以做成 R-2R 失真效果器来制造一些测试听感的
wav 档.
模拟结果:
阳春架构 0.01% 精度电阻 R-2R ladder 的合理长度是 16-17 bit, THD 了不起达到
-90 至 -100dB
Signed Magnitude / balanced dac 赋予超过合理长度的 R-2R ladder 更多功能, 比如
说小讯号下的 THD 表现
推荐参考资料:
US patent, US5257027, A Modified sign-magnitude DAC and method
http://www.google.com.af/patents/US5257027
2N3904blog -R2R DAC – DC Simulation
https://2n3904blog.com/r2r-dac-dc-simulation
D. Marche, Y. Savaria, "Modeling R-2R segmented-ladder DACs", IEEE Trans.
Circuits Syst. I Reg. Papers, vol. 57, no. 1, pp. 31-43, Jan. 2010
http://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/4806048/
Walt Kester, The Data Conversion Handbook
http://www.analog.com/en/education/education-library/data-conversion-handbook
模拟归模拟, 实际的东西做下去比对才知道模拟有没有参考价值 . 个人是觉得有那么点
用处, 多读点书还是不错的
http://chihhanlin.weebly.com/uploads/8/4/4/0/8440048/r2rmes_orig.jpg
那一整坨打马赛克的东东就是测试的样品, 有NDA所以不能随便公布, 右边看起来很酷炫
板子是 16-bit 雷射振镜的驱动电路, 跟 audio 完全无关, 不过价格随便都屌打中阶
audio dac.
http://chihhanlin.weebly.com/uploads/8/4/4/0/8440048/r2r_simu_171219.zip
上述压缩档就是 demo , 点开 R2R simulator.exe 即可执行, 模拟程式本身不大, 不过
因为是用 LabVIEW 写的所以执行它需要先安装官方的 LabVIEW Run-Time Engine 2015
- (32-bit). (这是免费的, 跟 Java 类似也差不多肥大, 200MB-300MB)
http://www.ni.com/download/labview-run-time-engine-2015/5507/en/
作者: kodokawa0515 (NightAkame)   2017-12-19 20:10:00
推认真
作者: CactusFlower (仙人掌花)   2017-12-20 03:58:00
作者: yenchieh1102 (香蕉史塔克)   2017-12-20 15:21:00
这大闸蟹令人出神呢

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