Kuidas töötab digitaal-analoogmuundur?

Igapäevaelus kasutatav elektroonika ja seadmed peavad andmete ja sisendallikad teisendama teistesse vormingutesse. Digitaalsete heliseadmete puhul sõltub MP3-failide heli tekitamine andmete teisendamisest analoog- ja digitaalvormingute vahel. Need digitaal-analoogmuundurid (DAC) võtavad sisestatud digitaalandmeid ja muudavad need sel eesmärgil analoog-helisignaalideks.

Heli, mida need heliseadmed toodavad, on digitaalsete sisendandmete analoogvorm. Need muundurid lasevad heli teisendada digitaalsest formaadist, mis on hõlpsasti kasutatav heli tüüp arvutid ja muu analoogformaadis elektroonika, mis on valmistatud õhurõhu kõikumistest heli ise.

DAC-id võtavad heli digitaalsel kujul binaararvu ja muudavad selle analoogpingeks või vooluks, mis kui see on tehtud kogu loo vältel, võib see tekitada digitaalsignaali esindava helilaine. See loob digitaalse heli analoogversiooni iga digitaalse lugemise "sammudena".

Enne heli loomist loob DAC trepiastme laine. See on laine, kus iga digitaalse lugemise vahel on väike "hüpe". Nende hüpete teisendamiseks sujuvaks pidevaks analoognäiduks kasutavad DAC-id interpolatsiooni. See on meetod, kuidas vaadata kahte punkti üksteise kõrval trepiastmelainel ja määrata nende vahel olevad väärtused.

See muudab heli sujuvaks ja vähem moonutatud. DAC-id väljastavad need pinged, mis on siledaks muutunud pidevaks lainekujuks. Erinevalt DAC-ist kasutab helisignaale ülesvõtev mikrofon digitaalsignaali loomiseks analoog-digitaalmuundurit (ADC).

Kui DAC teisendab digitaalse kahendsignaali analoogiks nagu pinge, siis ADC teeb vastupidise. See võtab analoogallika ja teisendab selle digitaalseks. DAC-i jaoks koos kasutatuna võivad muundur ja ADC-muundur moodustada suure osa helitehnika ja salvestamise tehnoloogiast. Nende mõlema kasutamise viis muudab kommunikatsioonitehnoloogia rakendused, mille kohta saate teada ADC ja DAC õpetuse kaudu.

Samamoodi võib tõlk muundada sõnu keelte vahel teisteks sõnadeks, ADC-d ja DAC-id töötavad koos, võimaldades inimestel suhelda pikkade vahemaade tagant. Kui helistate kellelegi telefoni teel, muundatakse teie hääl mikrofoni abil analoogsignaaliks.

Seejärel teisendab ADC analoogsignaali digitaalseks. Digitaalsed voolud saadetakse võrgupakettide kaudu ja sihtkohta jõudes muundatakse need DAC-i abil taas analoogseks elektrisignaaliks.

Need kujundused peavad võtma arvesse ADC-de ja DAC-ide kaudu suhtlemise iseärasusi. Mõõtmiste arv, mille DAC teeb igas sekundis, on proovivõtukiirus või proovivõtusagedus. Suurem valimikiirus võimaldab seadmetel saavutada suuremat täpsust. Insenerid peavad looma ka suure hulga robotitega seadmed, mis tähistavad pingete tähistamiseks antud ajahetkel ülalkirjeldatud sammude arvu.

Mida rohkem samme, seda suurem on eraldusvõime. Eraldusvõime saate määrata, võttes 2 vastavalt DAC või ADC bitide arvu võimsuse, mis loob vastavalt analoog- või digitaalsignaali. 8-bitise ADC puhul oleks eraldusvõime 256 sammu.

•••Syed Hussain Ather

DAC-muundur muudab binaarse pinge väärtuseks. See väärtus on ülaltoodud skeemil näidatud väljundpinge. Väljundpinge saate arvutada järgmiselt

pingete jaoksViga summutaja ja juhtivuse ulatusesGigast summutist. Summutid on osa protsessist analoogsignaali loomisel moonutuste vähendamiseks. Need on ühendatud paralleelselt, nii et iga üksikjuhtivus võtab selle digitaalse analoogmuunduri valemi kaudu kokku.

Sa võid kasutadaThevenini teoreemseostada iga summutaja takistus selle juhtivusega. TheThevenini vastupanu​ ​on​

Thevenini teoreem ütleb: "Iga lineaarset vooluahelat, mis sisaldab mitut pinget ja takistust, saab asendada järjest ühe pingega ühe koormusega ühendatud takistusega. "See võimaldab teil arvutada keerulise vooluringi suurused, nagu oleks see lihtne üks.

Pidage meeles, et saate ka kasutadaOhmi seadus,​ ​V = IRpinge jaoksV, praeguneMinaja vastupanuRnende ahelate ja mis tahes digitaal-analoogmuunduri valemiga tegelemisel Kui teate DAC-muunduri takistust, võite väljundpinge või voolu mõõtmiseks kasutada DAC-muunduriga vooluahelat.

Populaarseid on paljuADC arhitektuuridnagu järjestikune lähendusregister (SAR), Delta-Sigma (∆∑) ja torujuhtmed. SAR muudab sisendanaloogi digitaalseks, hoides signaali "kinni". See tähendab pideva analooglaine kuju otsimist binaarotsingu kaudu, mis vaatab enne iga teisenduse jaoks digitaalse väljundi leidmist läbi kõik võimalikud kvantimise tasemed.

​Kvantiseerimineon meetod suure sisendväärtuste komplekti kaardistamiseks pidevast lainekujust väljundväärtusteni, mille arv on väiksem. SAR-i ADC-sid on tavaliselt lihtne kasutada väiksema energiatarbimise ja ülitäpsusega.

​Delta-Sigma kujundableida valimi keskmine aja jooksul, mida see kasutab digitaalse sisendsignaalina. Signaali enda ajaline vahe keskmine on esitatud Kreeka sümbolite delta (∆) ja sigma (∑) abil, andes sellele nime. Sellel ADC-de meetodil on kõrge eraldusvõime ja kõrge stabiilsus, madal energiatarve ja kulud.

LõpuksTorujuhtmete muunduridkasutage kahte etappi, mis hoiavad seda nagu SAR-i meetodid, ja saadavad signaali mitmesuguste sammude kaudu, näiteks välklampide ADC-d ja summutid. Binaarse digitaalväljundi loomiseks võrdleb välk ADC iga sisendpinge signaali väikese ajavalimi korral võrdluspingega. Torujuhtme signaalid on tavaliselt suurema ribalaiusega, kuid väiksema eraldusvõimega ja vajavad töötamiseks rohkem energiat.

Üks laialdaselt kasutatav DAC-i disain onR-2R võrk. Selleks kasutatakse kahte takisti väärtust, millest üks on kaks korda suurem kui teine. See võimaldab R-2R-l hõlpsalt skaalata kui meetodi abil takisteid digitaalse sisendsignaali summutamiseks ja teisendamiseks ning digitaal-analoogmuunduri tööle saamiseks.

Abinaarse kaaluga takistion veel üks levinud näide DAC-ist. Need seadmed kasutavad takisteid, mille väljundid kohtuvad ühe takisti juures, mis võtab kokku takistused. Sisendvoolu olulisemad osad annavad suurema väljundvoolu. Rohkem selle eraldusvõime bitti võimaldab suurema voolu läbi voolata.

MP3-d ja CD-d salvestavad helisignaale digitaalses vormingus. See tähendab, et DAC-sid kasutatakse CD-mängijates ja muudes digitaalseadmetes, mis tekitavad helisid nagu arvutite ja videomängude helikaardid. DAC-sid, mis loovad analoogliini väljundi, saab kasutada võimendites või isegi USB-kõlarites.

Need DAC-ide rakendused tuginevad väljundpinge loomiseks ja digitaalse kuni analoogmuunduri töötamiseks tavaliselt konstantsele sisendpingele või -voolule. DAC-ide korrutamine võib kasutada erinevaid sisendpinge- või vooluallikaid, kuid neil on piiratud ribalaius, mida nad saavad kasutada.