R2R

Das R2R-Netzwerk setzt digitale Werte in eine Analogspannung um (Digital-Analog-Umsetzung).

Meist billiger und einfacher als eine integrierte Schaltung ist ein R/2R-Widerstandsnetzwerk, evtl. gefolgt von einem Operationsverstärker.

Aufbau

R2R-Netzwerk Prinzipieller Aufbau

Ein R/2R-Netzwerk ist aus Widerständen mit den Werten R und 2R aufgebaut. Die einzelnen Eingangsbits liegen entweder auf Masse oder auf der Referenzspannung und speisen über doppelt so große Widerstände (2R) ein wie der horizontale Teil (R) des Netzwerks. Jedes Bit trägt so seinen spezifischen Teil zur resultierenden Ausgangsspannung bei.

Kommerzielle Digital-Analog-Umsetzer haben solche R/2R-Netzwerke in ihrem IC integriert.

In dem Bild ist das unterste Bit mit 3 Widerständen angeschlossen, was im Falle einer Erweiterung der Bits für einen definierten Anschlußpunkt sorgen würde. Hier aber muss das niederwertigste Bit (Bit0) über 2 Widerstände in das restliche Netzwerk einspeisen. Eine vorgeschlagene Erweiterung mit 2 Widerständen nach Masse oder Vcc vom vorher angegebenen Erweiterungspunkt hinter Bit-0, verfälscht das Ergebnis um 1/2^8.

Eigenschaften

Vorteile

• sehr hohe Geschwindigkeit
• einfach zu verstehen
• besteht aus gleichartigen Bauteilen
• (theoretisch) auf beliebige Genauigkeit erweiterbar, ohne Geschwindigkeitsverlust

Nachteile

• die Widerstände müssen möglichst genau gleich sein, insbesondere jene den höherwertigen Bits zugehörige
• viele Bauteile erforderlich (R2R-Netze nennt mancher auch "Widerstandsgrab")
• das höchste Bit muss (wenn =1) einen hohen Anteil der Ausgangslast treiben; daher wird oft zwischen jedem Eingangsbit und den zugehörigen Widerständen ein Operationsverstärker geschaltet

Siehe auch

• Spannungsteiler

Weblinks

Tutorial AVR Mikrocontroller - Digital-Analog-Umsetzer für den AVR