Dans ce
précédent message ont été évoquées les contraintes imposées au réseau R2R, sa résistance nominale doit être un compromis :
- Une valeur trop faible chargerait inconsidérément les transistors de sortie des latches CMOS augmentant leur tension de déchet à l'état ON, ce qui dégraderait la linéarité du convertisseur,
- Une valeur trop élevée limiterait la bande passante du DAC à cause des capacités parasites, la conséquence étant une dégradation des transitions de couleurs.
Comme il est quasi impossible de connaître la valeur des capacités parasites du montage pour calculer la valeur du réseau R2R la plus appropriée à ce compromis, le plus simple est de procéder à des tests avec différentes valeurs et de comparer les résultats avec celui obtenu précédemment avec le réseau R2R de récupération.
Les valeurs choisies sont celles de la série E3 : 1 kΩ (
le réseau de récupération ), 2,2 kΩ et 4,7 kΩ.
Deux réseaux R2R, celui de 2,2 kΩ et celui 4,7 kΩ, ont été constitués avec des résistances discrètes dos à dos sur une même plaquette à trous :
Vue de la plaquette par en dessus :
 | | Vue de la plaquette par en dessous :
|
Les résistantes de valeur "R" sont intégrées dans les deux réseaux SIL.
En dessous le réseau intégré R2R de 1 kΩ. | | Les résistances de valeur "2R" sont des résistances CMS soudées entre les
pastilles de la plaquette. |
Mesure de la tension en sortie du substitut.Toujours avec le même
banc de test, la plaquette du substitut ayant été upgradée avec les dernières modifications :
- Insertion d'un régulateur 7808 pour alimenter le LM318 de l'amplificateur vidéo en +8 volts.
- Remplacement des résistances de 5,1 kΩ déterminant le gain de l'amplification vidéo par des résistances de 5,11 kΩ à 2% de précision.
Comme avec le
PC040DA réel initialement mesuré, les mesures suivantes consistent à mettre sur OFF un seul switch à la fois pendant que tous les autres restent sur ON, ce qui permet de tester individuellement chaque poids binaire et de mesurer la tension correspondante en sortie.
Chaque série de mesures étant répétée pour chaque valeur de réseau R2R : 1 kΩ, 2,2 kΩ et 4,7 kΩ :
| Entrées du substitut | | Tension en sortie du substitut (broche 3 ) |
Combinaison sur
broches 19...15 | | 00000 | | 00001 | | 00010 | | 00100 | | 01000 | | 10000 | | 11111 |
| | R2R nominal
1 kΩ | | R2R nominal
2,2 kΩ | | R2R nominal
4,7 kΩ | | -15 mV | | -16 mV | | -17 mV | | 141 mV | | 130 mV | | 138 mV | | 297 mV | | 283 mV | | 295 mV | | 609 mV | | 592 mV | | 606 mV | | 1,23 V | | 1,22 V | | 1,22 V | | 2,46 V | | 2,47 V | | 2,48 V | | 4,81 V | | 4,76 V | | 4,81 V |
|
La tension est légèrement négative en sortie du substitut pour une valeur binaire nulle sur ses entrées. Les valeurs obtenues avec le réseau R2R de 2,2 kΩ semblent plus dispersées, le réseau SIL qui le constitue doit probablement être un modèle moins précis que celui effectivement commandé dont la tolérance était annoncée à 2%.
Mesure des tensions de déchet en sortie des latches du 74HCT174.Le principe des mesures est identique à
celles déjà effectuées, elles sont réitérées pour chaque valeur nominale du réseau R2R à tester :
- Tableaux de gauche :
- Des niveaux logiques 0 (ou zéro volt) ont été imposés sur toutes les sorties sauf une qui est fixée à 1. Et ceci consécutivement pour la sortie de poids le plus fort (MSB) jusqu'à celle du poids le plus faible (LSB).
- Le commun du voltmètre est connecté au 0 volt de l'alimentation 5 volts : les tensions de déchet mesurées sont positives.
- Tableaux de droite :
- Ce sont des niveaux logiques 1 (ou +5 volts) qui ont été imposés sur toutes les sorties sauf une qui est fixée à 0. Toujours consécutivement dans le même ordre pour les mêmes sorties.
- Pour ces mesures, le commun du voltmètre a été connecté au +5 volts de l'alimentation 5 volts afin de pouvoir utiliser les calibres inférieurs du voltmètre pour obtenir plus de précision. Les tensions de déchet mesurées sont donc négatives.
Le régulateur 5 volts de l'alimentation qui délivrait du 4,92 volts a été remplacé par un autre préalablement sélectionné pour délivrer une tension la plus précise possible. Soit 5,01 volts en l'occurrence, ce qui est mentalement plus satisfaisant.
Avec réseau R2R intégré (
de récupération ),
R nominal = 1 kΩ*
|
* | Commun = Masse
+5 volts = 5,01 V
| *
|
* |
Sorties latch 74HCT174
| *
|
* | | Toutes les entrées
à zéro sauf : | | Broche 19 à 1 | | Broche 18 à 1 | | Broche 17 à 1 | | Broche 16 à 1 | | Broche 15 à 1 |
| |
5Q (12 ) | |
| |
4Q (10 ) | |
| |
3Q (7 ) | |
| |
2Q (5 ) | |
| |
1Q (2 ) | | 4,96 V | | | 9,4 mV | | | 4,9 mV | | | 2,7 mV | | | 1,6 mV | | 9,7 mV | | | 4,96 V | | | 8,7 mV | | | 4,8 mV | | | 2,8 mV | | 5,2 mV | | | 8,8 mV | | | 4,96 V | | | 8,8 mV | | | 4,8 mV | | 2,9 mV | | | 4,6 mV | | | 8,5 mV | | | 4,96 V | | | 8,9 mV | | 1,6 mV | | | 2,5 mV | | | 4,4 mV | | | 8,6 mV | | | 4,96 V |
| | | * |
| * |
| * |
| | *
|
* | Commun = +5 volts
Masse = -5,01 V
| *
|
* |
Sorties latch 74HCT174
| *
|
* | | Toutes les entrées
à un sauf : | | Broche 19 à 0 | | Broche 18 à 0 | | Broche 17 à 0 | | Broche 16 à 0 | | Broche 15 à 0 |
| |
5Q (12 ) | |
| |
4Q (10 ) | |
| |
3Q (7 ) | |
| |
2Q (5 ) | |
| |
1Q (2 ) | | -4,99 V | | | -28,2 mV | | | -20,6 mV | | | -20,7 mV | | | -28,6 mV | | -35,8 mV | | | -4,98 V | | | -26,7 mV | | | -24,0 mV | | | -30,3 mV | | -29,3 mV | | | -27,8 mV | | | -4,98 V | | | -33,2 mV | | | -29,7 mV | | -25,7 mV | | | -21,3 mV | | | 26,0 mV | | | -4,98 V | | | -39,1 mV | | -23,8 mV | | | -18,0 mV | | | 19,9 mV | | | -29,3 mV | | | -4,99 V |
| | | * |
| * |
| * |
|
Avec réseau à résistances discrètes,
R nominal = 2,2 kΩ*
|
* | Commun = Masse
+5 volts = 5,01 V
| *
|
* |
Sorties latch 74HCT174
| *
|
* | | Toutes les entrées
à zéro sauf : | | Broche 19 à 1 | | Broche 18 à 1 | | Broche 17 à 1 | | Broche 16 à 1 | | Broche 15 à 1 |
| |
5Q (12 ) | |
| |
4Q (10 ) | |
| |
3Q (7 ) | |
| |
2Q (5 ) | |
| |
1Q (2 ) | | 4,99 V | | | 4,5 mV | | | 2,4 mV | | | 1,3 mV | | | 0,8 mV | | 4,7 mV | | | 4,98 V | | | 4,3 mV | | | 2,3 mV | | | 1,4 mV | | 2,5 mV | | | 4,3 mV | | | 4,98 V | | | 4,3 mV | | | 2,4 mV | | 1,4 mV | | | 2,2 mV | | | 4,2 mV | | | 4,98 V | | | 4,3 mV | | 0,8 mV | | | 1,2 mV | | | 2,1 mV | | | 4,2 mV | | | 4,99 V |
| | | * |
| * |
| * |
| | *
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* | Commun = +5 volts
Masse = -5,01 V
| *
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* |
Sorties latch 74HCT174
| *
|
* | | Toutes les entrées
à un sauf : | | Broche 19 à 0 | | Broche 18 à 0 | | Broche 17 à 0 | | Broche 16 à 0 | | Broche 15 à 0 |
| |
5Q (12 ) | |
| |
4Q (10 ) | |
| |
3Q (7 ) | |
| |
2Q (5 ) | |
| |
1Q (2 ) | | -5,00 V | | | -13,3 mV | | | -9,6 mV | | | -9,7 mV | | | -13,6 mV | | -16,9 mV | | | -5,00 V | | | -12,6 mV | | | -11,3 mV | | | -14,4 mV | | -13,8 mV | | | -13,1 mV | | | -5,00 V | | | -14,1 mV | | | -15,8 mV | | -12,1 mV | | | -10,0 mV | | | -12,3 mV | | | -5,00 V | | | -18,6 mV | | -11,2 mV | | | -8,4 mV | | | -9,2 mV | | | -13,8 mV | | | -5,00 V |
| | | * |
| * |
| * |
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Avec réseau R2R à résistances discrètes,
R nominal = 4,7 kΩ*
|
* | Commun = Masse
+5 volts = 5,01 V
| *
|
* |
Sorties latch 74HCT174
| *
|
* | | Toutes les entrées
à zéro sauf : | | Broche 19 à 1 | | Broche 18 à 1 | | Broche 17 à 1 | | Broche 16 à 1 | | Broche 15 à 1 |
| |
5Q (12 ) | |
| |
4Q (10 ) | |
| |
3Q (7 ) | |
| |
2Q (5 ) | |
| |
1Q (2 ) | | 5,00 V | | | 2,1 mV | | | 1,2 mV | | | 0,7 mV | | | 0,4 mV | | 2,2 mV | | | 5,00 V | | | 2,0 mV | | | 1,1 mV | | | 0,7 mV | | 1,2 mV | | | 2,0 mV | | | 5,00 V | | | 2,0 mV | | | 1,1 mV | | 0,7 mV | | | 1,1 mV | | | 1,9 mV | | | 5,00 V | | | 2,0 mV | | 0,4 mV | | | 0,6 mV | | | 1,1 mV | | | 2,0 mV | | | 5,00 V |
| | | * |
| * |
| * |
| | *
|
* | Commun = +5 volts
Masse = -5,01 V
| *
|
* |
Sorties latch 74HCT174
| *
|
* | | Toutes les entrées
à un sauf : | | Broche 19 à 0 | | Broche 18 à 0 | | Broche 17 à 0 | | Broche 16 à 0 | | Broche 15 à 0 |
| |
5Q (12 ) | |
| |
4Q (10 ) | |
| |
3Q (7 ) | |
| |
2Q (5 ) | |
| |
1Q (2 ) | | -5,01 V | | | -6,0 mV | | | -4,4 mV | | | -4,4 mV | | | -6,1 mV | | -7,7 mV | | | -5,01 V | | | -5,7 mV | | | -5,1 mV | | | -6,5 mV | | -6,3 mV | | | -5,9 mV | | | -5,01 V | | | -6,4 mV | | | -7,1 mV | | -5,5 mV | | | -4,5 mV | | | -5,5 mV | | | -5,01 V | | | -8,4 mV | | -5,1 mV | | | -3,8 mV | | | -4,2 mV | | | -6,3 mV | | | -5,01 V |
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| * |
| * |
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Comme il fallait s'y attendre :
Ce qu'il faut savoir c'est comment c'est fait à l'intérieur, tu dois sûrement savoir que les sorties sont faites à base de MOS, pour l'état bas ce sont des MOS canal N qui servent, pour l'état haut, ce sont des MOS canal P.
Et comme tu le sais, les canals P ont de bien moins bonnes caractéristiques que des canal N, leurs résistance rdson est beaucoup plus élevé que des canal N.
Les tensions de déchet à l'état bas sont plus faibles qu'à l'état haut, elles sont moins disparates et leurs valeurs sur les diagonales des tableaux de gauche forment comme un motif récurrent tellement elles sont similaires. Mais malgré tout, elles sont grossièrement inversement proportionnelles à la valeur nominale des réseaux R2R testés.
Visualisation des répercussions sur l'image affichée.Le test va consister à remplacer un module PC040DA sur les trois que comporte la carte du jeu opération wolf et de constater s'il y a des répercussions sur l'affichage quelque soit celui qui est remplacé.
Le substitut va d'abord être équipé du réseau R2R de 4,7 kΩ, cas le plus défavorable car c'est celui ou la fréquence de coupure du filtre passe bas parasite est la plus basse :
Bien que les images affichées sur l'écran soient pâllotes sur les photos, le rendu réel de l'image est impeccable et les caractères des textes ne bavent absolument pas quelque soit le PC040DA remplacé, inutile donc de tester avec un réseau R2R de valeur inférieure. La valeur nominale de 4,7 kΩ ne dégrade pas le signal vidéo de façon sensible, peut-être même que même le réseau R2R intégré Bourns de 10 kΩ référence 4310R-R2R-103LF
présenti dés la première ébauche de schéma serait susceptible de convenir malgré tout, trop tard, les circuits imprimés sont déjà réalisés avec un réseau R2R à résistances discrètes !
