Hier erkennt man auch, woher die Bezeichnung R2R kommt. Die Widerstände, die an die Binärausgänge gehen, haben den doppelten Wert, wie die 'Querwiderstände'.

Werden an alle Eingänge ein '0'-Signal angelegt, also mit GND verbunden, ist die Ausgangsspannung an 'Out' auch 0V. Legt man am unteren Anschluss nun z.B. die Referenzspannung von 10V an, ergibt sich am Ausgang eine Spannung von URef/16, also in unserem Beispiel 0,625V. Die Referenzspannung an URef/8 ergibt am Ausgang 1,25V. Eine '1', also die Referenzspannung an URef/4 hat eine Spannung von 2,5V zur Folge und am oberen Anschluss ergibt URef 0,5V am Ausgang.

Möchte man andere Spannungen am Ausgang haben, muss man nur die entsprechende R2R-Eingänge mit der Referenzspannung versorgen. Die nicht benötigten Eingänge müssen zwingend auf GND geschaltet werden.

Hierdurch lassen sich am Ausgang Spannungen von 0V bis URef-URef/16 in Schritten von URef/16 erzeugen. Leider wird hier nie die volle Referenzspannung erreicht. Dies kann man durch nachschalten eines Verstärkers ausgleichen.

Soll die Spannungsstufung weiter verfeinert werden, muss man nur weitere R2R-Glieder hinzufügen. Bei einem weiteren Glied hätten wir schon eine Auflösung von 0,3125V.

Um ein R2R-Netzwerk einmal zu testen, gibt es die nebenstehende Schaltung. Da wir mit einfachen Taster keine reinen 0V und Betriebsspannung eingeben können, wurden Inverter zwischen geschaltet. Diese schalten an den Ausgängen 0V oder Betriebsspannung durch. Da das Eingangssignal invertiert wird, tasten wir mit S1-S4 0V ein.

Die Ausgänge gehen auf ein 4-Bit R2r-Netzwerk. Die angegeben Werte entsprechen zwar nicht 100% dem R2R-Konzept, aber diese sind für unseren Versuch ausreichend. In der Praxis sollte man sehr auf das Verhältnis achten und auch nur Widerstände einsetzen, die sehr genau sind.

Durch den Transistor als Emitorfolger haben wir hier nun einen kleinen Dimmer.

Mit S1 bis S4 können wir nun diverse Helligkeitsstufen einstellen. Werden alle Taster betätigt, haben wir die maximale Leuchtkraft. Lässt man einzelne Taster los, kann man sehr schön beobachten wie der entsprechende 'Leuchtanteil' weg fällt.

Die Sägezahnspannung wurde hier gewählt, da sich diese mit unseren Mitteln relativ einfach erzeugen lässt, wie die folgende Versuche zeigen.

Wird diese Schaltung in Betrieb genommen, leuchtet die Leuchtdiode sanft auf und geht schlagartig wieder aus. Wer das Aufleuchten der LED variieren möchte, muss nur die Werte des Taktgebers ändern.

Aber nicht nur eine LED können wir so sanft aufleuchten lassen. Wird die Taktfrequenz massiv erhöht, können wir auch Töne mit dieser Schaltung erzeugen.

Nach der Inbetriebnahme hören wir einen Ton, den man in weiten Bereichen regeln kann.

Diese Schaltung hat aber einen entscheidenden Nachteil. Soll z.B. eine Tonfrequenz von 1 kHz erzeugt werden, muss der Taktgeber hier eine Frequenz von 16 kHz liefern, da eine komplette Periode 16 Takte benötigt.

Der Vorteil dieser Art der Tonerzeugung überwiegt jedoch. Ändern wir die Binärzahlenfolge am R2R-Wandler können wir jede erdenkliche Signalform erzeugen. Neben der hier vorgestellten Sägezahnform sind Sinus, Dreieck oder auch Mischformen relativ problemlos möglich.

Schaltet man z.B. hinter dem Zähler einen Speicher, der einen oder mehrere verschiedene Signalformen enthält, so kann man sich rel. leicht einen Synthesizer bauen. Die Taktfrequenz wird dann durch eine entsprechende Logik angelegt.