Aufbau Allgemein
Der Aufbau teilt sich in 2 Sektoren auf. Einmal die zentrale Steuereinheit des D/A Wandlers und ein OPV der als invertierender Verstärker geschaltet ist.
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Aus den Grundlagen des OPV wissen wir über die virtuelle Masse bescheid. Deshalb können wir uns zur Übersichtlichkeit zunächst die OPV Schaltung wegdenken und den nichtinvertierenden Eingang durch Masse ersetzen.
⇨ Virtuelle Masse
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Aufbau Steuereinheit
Wie im unten gezeigten Bild zu sehen besteht die Schaltung aus Schaltern und Widerständen.
Je nachdem welche binäre Zahlenfolge am Eingang eingespeist wird, wird ein bestimmter Schalter gedrückt.
Hier zur Übersichtlichkeit ist die kleinste Binäre Zahlenfolge ganz unten, nach oben hin wird es immer größer, die größte Binäre Zahlenfolge ist dementsprechend ganz oben.
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Kommt also beispielsweise 0010 an den Eingang wird Schalter S geschlossen.
Bei 0011 am Eingang wird Schalter S geschlossen.
Es wird immer nur 1 Schalter geschlossen. Nie 2 gleichzeitig.
Beim Schließen eines Schalters fließt durch den zugehörigen Widerstand ein bestimmter Strom. Dadurch wird das Analoge Ausgangssignal erzeugt. Zur konkreten Erklärung aber später mehr.
Deshalb liegt jeder binären Zahlenfolge ein bestimmter Schalter mit einem bestimmten Widerstand zugrunde.
Widerstände
Die Größe der Widerstände setzt sich wie folgt zusammen.
Die Größte binäre Zahlenfolge besitzt den kleinsten Widerstand.
Die kleineste binäre Zahlenfolge den größten Widerstand.
Wie in der Schaltung zu sehen berechnen sich die Widerstände wie folgt:
2 in die Potenz x und das ganze wird multipliziert mit R. R ist ein von uns festgelegter Widerstandswert beispielsweise 10Ohm, 100Ohm, je nachdem wie eben unser Analoges Ausgangssignal aussehen soll.
Die Potenz, welche hier mit x bezeichnet ist, steigt
Bei der größten binären Zahlenfolge mit 0 und dann eben immer schrittweise um 1 erhöht.
Formeltechnisch ist also die Berechnung des Widerstands der kleinsten binären Zahlenfolge 2 hoch n-1, n die Anzahl der Schalter bzw. der binären Zahlenfolgen.
Erklärung
Wie bereits erklärt wird bei bestimmter Binären Zahlenfolge der entsprechende Schalter betätigt.
Aufgrund des bestimmten Widerstandes fließt ein bestimmter Strom von der Referenzspannungsquelle durch den Widerstand zum invertierenden Eingang des OPV.
Die Schaltung des OPV hat nun die Aufgabe, mithilfe des Rückgekopplungswiderstands, den Strom aus unserem Netzwerk zu kompensieren. Denn wir wollen am Ausgang eine Spannung haben welche uns Auskunft über das Codewort gibt bzw. das umgewandelte Digitale Signal in Analog abgreifen.