Schema Teensy 3.2 DAC naar +/-5V CV

[cult45]

DISCLAIMER: Dit is mn eerste poging tot een circuit voorbij wat simple Adruino/Teensy midi en led projecten.

Grotendeels afgekeken van Ornament en Crime, heb ik adhv wat artikelen over Op-Amps en datasheets de volgende schema opgezet. Zien jullie fouten en zo niet zal het ongeveer -5 to +5V leveren?

 

[marcmarc]

De OpAmp wordt hier gebruikt als een inventerende. Dus positief wordt negatief en visa versa. De versterking: 100/33=3.33 --> 3v3*3,03=-10V. Dus een negatief voltage van 0....-10V. Om een bereik van -/+ 5V te krijgen dien je een offset spanning toe voegen en wil je dat + ook + blijft nog een extra inventerende OpAmp erachter. Zie bijgaand plaatje. Je kan een TL072 gebruiken als zijnde de twee OpAmps. en ontkoppel deze op de voedingslijnen met 100nf ceramisch.

 

[cult45]

Dank je marcmarc!

Als ik in mijn schema pin3 van de op-amp +5V offset geef (dit kijk ik weer af van Ornament & Crime) kom ik dan als goed is wel uit op -5/+5V dan toch? In de firmware van de Teensy kan ik zonodig inversie geven. In eerste instantie wil ik kijken naar simpele random CV, LFO en envelopes genereren.

 

[Toon]

Ik had daarstraks eens even die uitleg van Ornament en Crime en hun schema bekeken. Zij gebruiken een 16 bits dac met een referentie spanning van 2,5 Volt dacht ik . Aan die gewogen verschilversterker(zoiets is dat zeker) staat altijd een ref spanning evenredig met het gewenste uitgangsbereik volgens deze formule : V_out = - gain * V_dac + (gain + 1) * V_bias . Bij de Ornament & Crime DAC kan V_dac denk ik kan varieren tussen 0 e 2,5V en de bias is 1,25V . Jij hebt en V_DAC uitgang van 0-3,3V. Met een versterking/gain van -3,3 gaat je V_bias bij V_DAC 0V ongeveer 2,18V moeten zijn om -5V aan de uitgang te bekomen ...

soit op hun site leggen ze het ook goed uit hoor https://ornament-and-cri.me/hardware-basics/

Als ik jou was zou ik simpeler beginnen ... ga eerst met die 0-3,3V Teensy DAC eens 3 octaven CV aansturen (van 0 naar 3V), gebruik een of andere level shifter of digitale ic om 5V(of hogere) triggers te maken ... Dan kun je misschien eens met een niet inverterende versterker met gain van 2 naar 6 octaven CV gaan (met een Adapter van 9V ofzo en de opamp tussen 0 en 9V)... er zal ook wel ergens een reden zijn dat ze een 16 bitter gebruiken enzo ...

 

[cult45]

Hi Toon,

Dank voor de uitleg. Ik heb de formule opgezet in een speadsheet en krijg de originele en afwijkende voorbeeld V_out waardes van de Ornament & Crime eruit. Omdat de formule omdraaien (V_bias berekenen aan de hand van V_out invoer) mij niet lukt, heb ik met de Teensy DAC V_bias waarde gespeeld tot ik op V_out = -5V uitkwam. Vervolgens ook een waarde wat een vergelijkbare schaal als de o_C op zal leveren.

Echter komt ik daarmee niet op V_bias 2.18V uit om V_out -5V op de uitgang te krijgen maar op V_bias 1.37

 

[cult45]

Inmiddels is omkeren ook gelukt. Wordt me nog eens uitgelegd als ik minder moe ben.

V_bias = (V_out + gain * V_dac) / (gain + 1)

 

[marcmarc]

Hier eentje met een enkele OpAmp die gebruikt maakt van de referentiespanning van de Teensy. Ach, er zijn meerdere wegen naar Rome.

 

[cult45]

Dank je marcmarc,

Het ie lastig meelezen voor mij maar de laatste (met trimmer om voltage af te stellen) ziet er handig uit.
Omdat we hier al behoorlijk wat bruikbare info hebben post ik nog even een "beginners guide to op-amps" die me op weg hielp:

http://www.colomar.com/Shavano/intro_opamp.html

 

[blanka]

Zijn die opamps wel netjes lineair? Wellicht handiger om een externe DAC op 5V aan te sluiten. De hele Teensy naar 5V trekken gaat niet? Sommige MCUs kunnen ook op een hogere spanning draaien, al moet ik zeggen dat ik nog geen combi met nauwkeurige DAC en 5V werking ben tegengekomen.

 

[cult45]

Zijn die opamps wel netjes lineair? Wellicht handiger om een externe DAC op 5V aan te sluiten. De hele Teensy naar 5V trekken gaat niet? Sommige MCUs kunnen ook op een hogere spanning draaien, al moet ik zeggen dat ik nog geen combi met nauwkeurige DAC en 5V werking ben tegengekomen.

Uiteindelijk naar een quad DAC inderdaad. Was begonnen met een ghetto usb-midi naar clock en reset op veroboard en bedacht me later dat cv/gate ook redelijk te doen moet zijn met de interne DAC. Wat me hierbij interesseert is het feit dat de Teensy3.2 tegenwoordig ook als Audio interface te gebruiken is. Dan is het theoretisch mogelijk om met bijv CV-Tools in Ableton op audio rate modulatie weg te sturen. Helemaal mooi als dat tegelijk met usb-midi naar clock/reset kan. Zou wel leuk kunnen zijn als een simpele Teensy kit.

Deze zijn bijna binnen om mee te experimenteren; MCP4728 5V 12bit quad bordjes via i2C:

https://nl.aliexpress.com/item/32975204887.html

Volgende stap zou dan kunnen zijn om pcb's met smd dac en op-amps etc te laten maken/assembleren bij pcbway waar ik vaker through hole boards laat maken. Maar ik begin nog ff simpel op een breadboard met de interne DAC en een TL071 om een beetje meer basiskennis op te doen. Te groots/ambitieus beginnen en dikke kans dat er weer een doos met onderdelen ergens op de plank komt te liggen.

 

[4-Tek]

Zijn die opamps wel netjes lineair?

Het leuke van opamps is dat het niet uitmaakt of ze lineair zijn. Ze zijn gemaakt om met feedback te werken en zo'n feedback lus trekt alles heel netjes recht, veel preciezer dan je nodig hebt voor een simpel CV signaal.
Zelfs als je een microcontroller tegenkomt met een dac die tot 5V werkt heb je nog steeds 0 tot 5V en mis je het hele negatieve bereik.

 

[cult45]

Kleine update. Net -5/+5V werkend gekregen vanuit de 1.2V(!!) DAC op een Teensy 3.2 De Teensy is nu als USB audio interface vanuit Ableton Live met CV-Tools een filter aan het moduleren in mn case.
Ik had een offset berekend wat niet door is gekomen, maar ben al heel blij dat dit gelukt is. Morgen weer verder kijken.

dank nogmaals voor het meedenken!