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2010年6月18日 (金)

ラダーネットワークのはなし

ラダーネットワークとは
[Ladder Network]で、はしごのように抵抗を繋いだ回路です。今回はD/Aとして使用できる簡単な R/2Rネットワークを紹介します。
ハード的には
LadderNikkohmなど抵抗メーカーに様々なラダーネットワーク抵抗がありますが、ちょっとしたD/Aとして電圧を制御したい時にディスクリートでこの回路を使うと便利です。右図は3ビットのR/2Rラダーネットワーク回路です。D0〜D2にはデジタルの3ビットの出力を接続し、OUTからはそれらのビット値に対応する出力が出てきます。注意する点として
1)正確な電圧を得たい時は、マイコンのVddを精密な電源で駆動するか、バッファを間に入れてそのバッファのVddを正確な電圧に調整する。
2)出力インピーダンスが高いので、出力電流がほしい場合にはこの出力をOPアンプなどでバッファして出力する。
3)デジタル出力が 0〜5Vの場合、出力電圧は 5V以上にはならないので、高い電圧がほしい場合はOPアンプで増幅する。
4)電源としてかなりの電流を出力したい場合はOPアンプで電圧を高めた後、エミッタフォロアー回路などで電源回路として構成する。
ソフト的には
かつてアナログ衛星放送のLNBを制御するのに周波数切り替えに 12Vと15Vで電圧を変える方法が用いられました。4Bitのラダー抵抗を使って、 12V は 2進数では 1100 、15Vは 1111 なので、上位2ビットはHレベル固定、下位2ビットは同じポートでOKなので、操作・回路が簡略化できますね。簡単な電圧切り替えでよい場合など、ポート制約上Bit数があまり必要がない場合など R/2Rのネットワークを覚えておくと便利です。

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