【ADC】A/D, D/Aｺﾝﾊﾞｰﾀを語るｽﾚ【DAC】
ADC = analog-to-digital converter
DAC = digital-to-analog converter
を語るスレ。ありそうで無いので立てた。
☆ ADC前段のOPAMPもおk
☆ DAC後段回路もおk
☆ ADC/DACの基準電圧源ﾈﾀもおk
☆ (ADC/DACとのｲﾝﾀｰﾌｪｰｽは、ｼﾌﾞｼﾌﾞ ぉk)
☆ ADC/DACの電源ﾈﾀは程々にぉk
☆ 「チップは使わん、ΔΣやラダーを自分で回路組んじゃうもんね」は大歓迎
☆ PWMによるDACもたぶんおk
★ ｵｰｵﾀは来るな, AV(Audio/Visual)ﾈﾀはダメ >>42
> 1波長、12コア合わせて380Gbps
勘違いしてない?
1波長、1コアで380Gbps 。1コア、1波長でコア1つに一つADCがあるだろうから、
12コアなら4,560Gbps。
それをそれぞれ222波長で送るから、1,012,320Gbpsでペタになる。
> ADC1つあたり31.7 Gbps。32QAMだから1 Gシンボル毎秒。
そっか、ADC1つあたり380Gbps。32QAMで11.875Gシンボル毎秒になるから、そこら辺ので事足りるのか。 100G製品だとADCは使わずにPLC技術を使っているな
ttp://www.lfw-japan.jp/news2010/news_20100318_01.html >>45
PLC技術!!
そんなの知らんがなΣ（ﾟдﾟlll）ｶﾞｰﾝ 異なる位相の光信号をPLCでいくつかの光路に振り分けて、通ってくる光路で
信号を識別して電気信号に変換している
PLCで作った光路は、位相フィルタの働きを持っているので、こんなことができる
ADCを使っている製品は、光の伝送で起きる光の周波数分散を補償するのに光信号で
する方法と電気信号でする方法があるのだが、電気信号でした場合、分散の補償が
電気信号なのでディジタル処理が可能になり光信号で補償できないことも対応できる ADC設計している人いる? 多くは語れないだろうけど。 >>49
> 異なる位相の光信号 ～ 通ってくる光路で信号を識別
ねぇねぇ、位相はそれで識別出来ても、光の強弱はどう読み取るの?
読み取れないと32QAMにならないと思うんだけど? 光センサーの感度が異なるものを物理的に並べておけばいいのじゃないか
センサーが応答した組合せで大きさを識別できるよ >>50
無線通信用の設計してるよ。
そんな語る事もないけど >>57
自分も無線通信用。このへんもインドにアウトソースされる日がいつか来るんだろうか。。 >>57>>58
あんたらが世界最先端を走っててくれれば、日本も大丈夫。 中国の経済成長が鈍化して来ているので、
2030年頃にインドが中国に追いつく話が出ているよ 現在分解能14bit以上、サンプリングレート100Hz以上のADCが必要で、
とりあえずはマイコン内蔵の10bitADCを平均して見かけ上14bit分の値を取り出していたのですが
ちゃんとしたものが作りたく色々検索していたらここにたどり着きました
そこで、>>30の方の
>今回は10bitだから、ΔΣ型みたく量子化ノイズをそんなに気にしなくていい。
>なので84.384kHzでサンプリングして、2点の移動平均(=LPF)を取り間引けば、充分42.192kHz, 20bit相当になると。
が気になったのですが理屈がわかりません
なにか参考書などがあれば紹介していただけないでしょうか >>63
> 10bitADCを平均して見かけ上14bit分の値
これと>>30の考え方は同じだよ。 > そこで、>>30の方の
> >今回は10bitだから、ΔΣ型みたく量子化ノイズをそんなに気にしなくていい。
> >なので84.384kHzでサンプリングして、2点の移動平均(=LPF)を取り間引けば、充分42.192kHz, 20bit相当になると。
> が気になったのですが理屈がわかりません
> なにか参考書などがあれば紹介していただけないでしょうか
そもそも>>30の、2倍でオーバーサンプリングしたら解像度がビット数で倍(10ビットから20ビット)
相当になるというのが誤りです。正しくは4倍でオーバーサンプリングしてやっとビット数が1増える。
しかもこれは入力が複数のADCのしきい値をまたぐほど十分動的な場合で、DC入力の場合は
入力にあえてノイズを入れない限りはオーバーサンプリングしても全く意味が無いです。
http://www.ti.com/lit/an/spra461/spra461.pdf >>63
100Hzならデルタシグマであるんじゃないの？
上記の方がいう通りナイキストADCをオーバーサンプルしてもいいとは思いますが。 さすがTI、わかりやすい。
ADIのデザリングに関する資料もわかりやすかったけどどこにあったっけな。。 100Hz が扱えない単品ADC は無いだろうから適当な16bitモノでいいんじゃないか。 >>63です
みなさんありがとうございます
自分のプログラムが間違っていて正しくオーバーサンプリングできていませんでした
マイコンの仕様書を読みなおした結果正しくAD変換できるようになりました
雑音に関しては人為的に入れなくても何とか正しい値をしめしているようです
これでしばらく使ってみて駄目ならデルタシグマ型のものを買うことにします >>65
オーバーサンプリングの一番のメリットは、アンチエイリアス
フィルターが簡略化出来る事だろ。 >>70
別に>>65はそれを肯定も否定もしてないけど。
アンチエイリアスフィルタの単純化はもちろんメリットだけど、それが一番のメリットかどうかはfs/2
以上にどれぐらい余計な物があるかによるんじゃないかな。
オーバーサンプリングによるSNRの向上もあまり軽視はできないよ。例えば3倍オーバー
サンプリングすれば4 dB熱ノイズも量子化ノイズも減るからね。もちろんこれが大きいか
小さいかは場合によると思うけど。 オーディオ用AD安かったんだけど計測に使えるのかな？
24bitとか書いてたんだけど 直流測る必要がなくて、振幅精度をキャリブレーションしたのちに
短時間だけ測る（or頻繁にキャリブレーションする）ならいけるかも
ΔΣだからDNLは低いだろうし、THDが低いんだからINLも低いんだが、
なにしろ基本的に直流は対象外で、そのうえに振幅精度も出てない。
普通は直流カット用にカットオフ周波数が数HzのHPFが入っている。
HPFを切れる品種もあるけど、オフセット誤差が大きい。
CS5381
http://www.cirrus.com/jp/pubs/proDatasheet/CS5381_F2.pdf
ゲインエラー±5%FS、ゲインドリフト100ppm/℃
HPFオフ時のオフセットエラー100LSB
AK5394
http://www.akm.com/akm/en/file/datasheet/AK5394AVS.pdf
ゲインエラー不明，ゲインドリフト150ppm/℃
HPFオフ時のオフセットエラー1000LSB
PCM1804
http://www.tij.co.jp/jp/lit/ds/symlink/pcm1804.pdf
ゲインエラー±4%FS，ゲインドリフト不明
HPFオフ時のオフセットエラー±0.2%FS やはり色々とオーディオ用になっているのですね、詳しくありがとうございました。
素直に計測用のを探してみようと思います。 コンパレータでADCを構成するなんて、読んで感銘を受けた。
頭いいなぁ。
Economic Voltage Measurement With the MSP430 Family
ttp://www.tij.co.jp/jp/lit/an/slaa061/slaa061.pdf >>76
積分形ADCのキャパシタの充放電を電流源ではなく抵抗で置き換えたわけですね。
>コンパレータでADCを構成するなんて
コンパレータ使ってないADCを探すほうが難しいですよ。 >>77
> 使ってないADCを探すほうが難しいですよ。
そうだけどさw
NXPのLPC111xとかADCが無いマイコンでも、コンパレータとタイマーがあればいいなんてさ。 MCP3421 - 18bit・ΔΣ・差動入力・可変ゲインアンプ内蔵
面白そうだ、競合品を探してみよっと。 >>79
競合はADS1114
変換精度は16bitだが、レートが高い。
どちらもゲインアンプ内蔵だけど入力はVccまでなのがネック。 アジレントからスペアナとして使えるデジタイザーだけど
FFTにはGPUを使用している
ttp://www.guzik.com/documents/products/02-107560-02_AXIe_ADC_6000_Series.pdf
ハイスペックだと 13GHz 40Gsps 8bit >>81
アジレントは何がすごいのか、判りやすく教えてくれ。
MSO/DPO70000 シリーズ オシロスコープ
33GHz/100GS/sのアナログ取込み能力と強力なMSO性能で超高速信号を正確、確実に補足！
http://www1.tek.com/ja/products/oscilloscopes/dpo70000_dsa70000/ 120Mspsの12～16bit ADCをメモリに安く取り込みたい。
DSPに直結とか、そんな大袈裟なことはこの試作ではしたくない。
1. FIFO/Dual Portはチップが高いと思う。
2. それよりも、FPGAの内部メモリ使うのがマシな気がする。
3. どっちにせよ、読み出し側が遅いからこんなバッファが必要。
それなら普通のSRAMを切り替えながら使うのが良いか?
作りたいのはオシロスコープのようなもの。
延々と連続サンプリングする必要なし。
なにかいいアイデアある? >>83
FPGAがおすすめ。大量のサンプルをキャプチャしたいならSRAMでもFPGAに繋げばよいかと。
SRAMは若干金がかかるけど、量産でなければ全く問題のないレベル。むしろ基板の方に費用がかかる。
PCへの取り込みが必要ならFPGAにUSBなりEthernet付きのマイコンを繋げばよし。 >>84
これは試作品何十台かを恒温槽にぶち込んでの、1000Hr高温動作試験の試験治具。
出来るならオシロを繋いで済ませたいところ。
が、何十台ものオシロを集めて1000Hr使うほど予算が無いw
なので捨て基板上に回路を組んで済ませたい。
製品ならFPGAでもいいかもしれない。(でも、もっと簡単なのはOMAP-L138だと思う。)
> SRAMは若干金がかかるけど
??? ディザーとは
あなたは、実験で測定をしたことがありますか。それをグラフ化する例で説明
します。実験は時間変動で測定します。先ず、測定値をグラフにプロットします。
プロットした点を結ぶと ギザギザな線になります。プロットの間を縫って線を描く
と滑らかになります。この滑らかにするのがディザー技術です。受信した信号が
階調波なら滑らかにするには、線分を先ず太くしてやれば良いです。線分を太く
することは SNを悪くすることと同じなので、階調波に雑音を重畳させます。そして
フィルターで雑音を除去してやると、滑らかな細い線に変わります。これがディザー
技術を使った信号のSNを良くする方法です。 ディザーは、オーディオ技術だから、オーディオ板でどうぞ
http://ikura.2ch.net/wm/ オーディオでディザが使われたのは、昔、お蔵入りになった8mmビデオテープを
使ったPCM録音のDATだね 高価でマニア向けだったので売れなかった 「ウィキぺディア DAT]でネット検索すれば、歴史が知ることできますが
実際は、テープメディアも2008年に生産終了しています。 >>83
＞120Mspsの12～16bit ADCのデータをメモリに安く取り込みたい。
と聞いてるが、2chでは会話にならん >>86- 以降は、>>80 に続く内容だが、話が元に戻った？ ディザを使ったΔΣADは、入力信号のノイズレベルで逆にディザが悪さするから
ディザ解除機能がある製品を使えよ 旭マイクロエレクトロニクスの電力計スマートメータ「AK5602A」のカタログを読むと
ΔΣAD変換器はて電流側は18ビット、電圧側は16ビットのA/D変換している。
（読みたい人は、AK5602A.pdf でググってね。）
ΔΣ変調後は、全てデジタル信号でヒルベルト変換も使われている。 デルタシグマでディザを使うのはノイズフロアを均一化するため。それをしないと共振などが見えてフロアがフラットにならないんだよね。だからわざとノイズを注入しているとも言える。と言ってもS/Nで言うと数dBだから神経質になる必要はないけどね。
と元TIの人が言ってた >>83
試作ならFPGAが手頃そうだけど速度が速いからio周りの設計が大変そうですね。 >>99
ヒルベルト変換なら、google で
「負周波数と複素信号 pdf」で検索、次に
「ヒルベルト変換 pdf」で検索
この２つの資料を読めばいいんじゃなの >>100
「役に立つ回路・懐かしの回路」のスレで>85にディザがないと
ノイズフロアがフラットにならないが、ディザを入れすぎると
ノイズフロアが上がり過ぎることを指摘しているよ 無神経では駄目ポイ >>86 を読んだよ
1/3LSBのディザーだけを使うと、高々1ビットしか改善されないが、
ディザーとオーバーサンプリング、ディメーション・フィルタを一緒に
適応すると2～3ビット良くなるが、それ以上を望むとΔΣも使わないと
いけない。 ΔΣの帰還しているノイズ・シェーピングの信号もディザー
信号の一種である。ΔΣ自体が、共振（リミット・サイクル）を
起こしていると、このサイクル信号を不規則信号にするのにディザー
技術が有効であることが書かれていた。 ×ディメーション・フィルタ
○デシメーション・フィルタ 13ビット以上必要な位置合わせのデジタル制御にΔΣAD変換を使うと
制御対象の伝達関数が2次だと、ΔΣAD変換する場合、所要時間が長い為
制御系の遅れ時間が大きくなり位相遅れで発振する可能性がある。
制御対象の伝達関数が1次の場合は遅れ時間に対し余裕があるので楽かも。 >>98 確かに市販品でディザー機能のオン・オフとしてイネーブル信号を持つ
製品がある
ΔΣADCの評価基板には、入力信号にノイズも加えられるようにしておくこと
ですかね？ >>104
>>86-87だけでなく「役に立つ回路・懐かしの回路」のスレの
>17-19も読まないと分からんかったよ アナログ・デバイスのアプリケーション・ノート
AN-388 シグマ・デルタ・コンバータの使い方 pdf
AN-389 シグマ・デルタ・コンバータの使い方(2) pdf
1/3LSBのディザー信号の説明が(2)の方に書いてあった FFTは、オーバーサンプリングした出力データの場合と2倍のナイキスト周波数で
ウィンドウをOSRの比まで広げた出力データの場合との違いは、AD変換器のビット数
が同じなら違いはないと思うのは俺だけか？ MY-D3000レンタルしたけど違いがよくわからんかった
返却日数とか引くと使えるのは３日ぐらいしかないしなあ MCP3901を買おうと思うんですけど、
これって一度アナログ入力を書き込んだ上で、デジタルデータを読み出すという処理をしないといけないのでしょうか？
http://picbaka.img.jugem.jp/20120730_42842.png
↑のLTC1298のように直接AD変換した値をシリアルで出力させるというのはできないのでしょうか？ >>114
そのA/Dは内部のレジスタ設定とか色々あったような気がする。 下手なADコンバータよりも
パソコンのオーディオ入力の方が高性能かも ΔΣ変調におけるリミットサイクル発振の抑制手法の検討
ttp://www.ieice.org/tokyo/gakusei/18/pdf/23.pdf 過去ログ 【delta・デルタ】⊿ΣAD・⊿ΣDA【sigma・シグマ】
ttp://i-ikioi.com/th/denki/1212686945/
間違いも少しあるが、有意義な情報もある 後は次の通り
ttp://www.okuma.nuee.nagoya-u.ac.jp/~murahasi/dsm/index.html
ttp://www.acoust.rise.waseda.ac.jp/publications/yamasaki/bunken_yamasaki.html
取り分け、これ
ttp://www.acoust.rise.waseda.ac.jp/publications/happyou/jasjournal/jas30-8-1990.pdf 更に驚くべきことは
ttp://www.rane.com/note137.html
ttp://www.rane.com/n137fig9.gif
これでは量子化ノイズが原因で高調波信号が出ているように見える？
この高調波をディザー信号で除去している >>119 量子化ノイズが完全になくすことはできない筈である
ビット長 24ビットあるAD変換器が例えば18ビットの性能しか出ない場合
ディザー信号を入れてやれば、22ビットまで改善された話なら信用する
ビット長 18ビットあるAD変換器が18ビットの性能を出し切っている場合
ディザー信号を入れてやっても、22ビットは出ない筈である。もし出せる
なら、オーバーサンプリング＆ディメーション・フィルタを使わない限り
無理だろう >>118
Wikipediaの「アナログ・デジタル変換器」のページにある「デルタ・シグマ型」が
要領良く書かれているよ
ttp://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%8A%E3%83%AD%E3%82%B0-%E3%83%87%E3%82%B8%E3%82%BF%E3%83%AB%E5%A4%89%E6%8F%9B%E5%9B%9E%E8%B7%AF#.E3.83.87.E3.83.AB.E3.82.BF.E3.83.BB.E3.82.B7.E3.82.B0.E3.83.9E.E5.9E.8B >>121
wikiわかりやすいですね。
自分は大体
入力からみた伝達関数はローパス(積分器の特性)、
量子化器からみた伝達関数は積分器にフィードバックを通して入るので逆関数であるハイパスになる。
という感じでデルタシグマは捉えています。オーバーサンプリング型はイメージし辛いので敬遠しがちですね ＞量子化器からみた伝達関数は積分器にフィードバックを通して入るので
＞逆関数であるハイパスになる。
正確には
量子化器の出力からみた伝達関数は積分器にフィードバックを通して入るので
逆関数であるハイパスになる。
wiki（>>121）の内容を端折らずに説明したらそうなるね thanks 自作フォンクションジェネレータ作ってみたいのですが
100Hz前後の綺麗な正弦波出すくらいだと、
どのようなのDACを選べば良いのでしょうか？
電流出力が良いのでしょうか？
インターフェイスは問いません 電流出力と言うけれど最終的な負荷を想定しないと
広範な負荷インピーダンスに最適な設計って難しくなると思う どのくらいの品質の信号が必要かわからないからなんとも言えないな。
最高品質の正弦波が欲しいなら>>127の書いたようにマイコン+DACじゃなくてDDSだろうし、
オシロで綺麗に見えればいいなら、マイコン内蔵の8bit DACでもかまわないだろう。 正弦波だけでなく、任意波形で
回路検証なんかに使う予定です
ビットはそこまで求めませんが、周波数は正確に出したいので
FPGAで駆動させようかと思ってます >>129
まずは作り易さを優先したモノを1号機として作り
凝った(理想を追求した)モノは2号機以降でいけば
比較対象があるから性能の向上も確認できるんじゃね >>130
今まさにそんな感じです
一台目は自作ラダーで組みましたがノイズが酷くダメでした
二台目はマイクロチップのSPIのDAで組みましたが、
遅いので高速化を考えAD5449を注文中です
スイッチでステップ移動なんかもしたいので
ソフトでやりたい所ですが中々速度が足りませんね 2chのやつがいいの？
うちはLTC2602使ってる。シンプルで性能も出しやすく使いやすい。 >>132
どうせやるなら2ch出力で位相差出力なんかをやりたいです
データシート見ましたがシンプルで使いやすそうですね
ABに違う値を渡して、同時に出力したい場合は
1.入力レジスタnに書き込む（アドレスA）
2.入力レジスタnに書き込み、すべてのnを更新（パワーアップ）するかっこ
DACのレジスタnを更新（パワーアップ）する
入力レジスタnに書き込み、すべてのnを更新（パワーアップ）する
nに書き込み、更新（パワーアップ）する
nをパワーダウン
動作なし 途中で書いてしまいました訂正します
>>132
どうせやるなら2ch出力で位相差出力なんかをやりたいです
データシート見ましたがシンプルで、
速度も十分出そうですね
ABに違う値を渡して、同時に出力したい場合は、
1.入力レジスタnに書き込む（アドレスA）
2.入力レジスタnに書き込み、すべてのnを更新（パワーアップ）する（アドレスB）
の2工程で良いのでしょうか？ >>109 AN-389 シグマ・デルタ・コンバータの使い方2 pdf
より AD変換の変換時間が長いとループ発振する可能性があります
ttp://www.el.gunma-u.ac.jp/~kobaweb/news/pdf/ICD2007-11-kobori.pdf
↑
見事に発振しました 見事に発振が止まりました
774ワット発電中さん [sage] 2009/09/07(月) 18:33:54 ID:VoagQ0aH
ボイスコイルモータにΔΣADを応用した論文
ttp://www.aml.t.u-tokyo.ac.jp/japanese/dissertation_j/tojo.pdf 正負出力でDAC起動時にヒゲ出ないようにするのはどうするの？
アナログマルチプレクサ？ とある装置では多接点のリードリレーを使っているものがあった リファレンス電圧を立ち上がりまでは0Vにするのは強引？ >>139
頭いいな。
リファレンスが劣化するのが心配だけどどうよ？ アナログスイッチの直後でオペアンプ置けば
オン抵抗は無視できないかな？直流だし
最悪はやはりリレーか？
DACそのものに中心のリセットのためのピンが欲しいな
FPGAだとコンフィグ完了までのピンの状態を
特定ピンの設定で決められるんだけど オーディオ向けADコンバータであるPCM1804のDAコンバータ版みたいなのあります？
情報量が多くてオーディオ用途に向いてるDAコンバータを探しています。 パッと思いついたのが PCM5102A
ttp://www.tij.co.jp/product/jp/pcm5102a >>143
おお、これはシンプルで使いやすそうな構成ですね
以前アナログデバイセズのDAC使っていたのですがかなり複雑で
使いこなせませんでしたが、これだったら使いやすそうです 
