Kako radi digitalni u analogni pretvarač?

Elektronika i oprema koje upotrebljavate u svakodnevnom životu trebaju transformirati podatke i izvore unosa u druge formate. Za digitalnu audio opremu način na koji MP3 datoteka stvara zvuk oslanja se na pretvaranje između analognog i digitalnog formata podataka. Ovi digitalno-analogni pretvarači (DAC) uzimaju ulazne digitalne podatke i pretvaraju ih u analogne audio signale u te svrhe.

Zvuk koji ova audio oprema proizvodi analogni je oblik digitalnih ulaznih podataka. Ovi pretvarači omogućuju pretvaranje zvuka iz digitalnog formata, vrste zvuka jednostavne za upotrebu računala i drugu elektroniku, u analogni format, napravljen od varijacija tlaka zraka koji proizvode zvuk sam.

DAC-ovi uzimaju binarni broj digitalnog oblika zvuka i pretvaraju ga u analogni napon ili struju koji, kada se u potpunosti izvrši tijekom pjesme, može stvoriti val zvuka koji predstavlja digitalni signal. Stvara analognu verziju digitalnog zvuka u "koracima" svakog digitalnog čitanja.

Prije stvaranja zvuka, DAC stvara val stepenišnog koraka. Ovo je val u kojem postoji mali "skok" između svakog digitalnog čitanja. Da bi pretvorili ove skokove u glatko, kontinuirano analogno očitavanje, DAC-ovi koriste interpolaciju. Ovo je metoda gledanja dviju točaka jedna do druge na valu stepenišnog koraka i određivanja vrijednosti između njih.

To zvuk čini glatkim i manje iskrivljenim. DAC-ovi izlaze iz ovih napona koji su se izravnali u kontinuirani valni oblik. Za razliku od DAC-a, mikrofon koji prima audio signale koristi analogno-digitalni pretvarač (ADC) za stvaranje digitalnog signala.

Dok DAC pretvara digitalni binarni signal u analogni, poput napona, ADC radi obrnuto. Potreban je analogni izvor i pretvara se u digitalni. Ako se zajedno koriste za DAC, pretvarač i ADC pretvarač mogu činiti velik dio tehnologije audio inženjerstva i snimanja. Način na koji se oboje koriste čini aplikacije za komunikacijsku tehnologiju o kojima možete naučiti kroz ADC i DAC tutorial.

Na isti način na koji prevoditelj može pretvoriti riječi u druge riječi između jezika, ADC-ovi i DAC-ovi rade zajedno u omogućavanju ljudima da komuniciraju na velikim udaljenostima. Kad nekoga nazovete telefonom, vaš se glas mikrofonom pretvara u analogni električni signal.

Zatim ADC pretvara analogni signal u digitalni. Digitalne struje šalju se kroz mrežne pakete i kada dosegnu odredište, DAC ih pretvara natrag u analogni električni signal.

Ovi dizajni moraju uzeti u obzir značajke komunikacije putem ADC-a i DAC-a. Broj mjerenja koje DAC provodi u svakoj sekundi je brzina uzorkovanja ili učestalost uzorkovanja. Veća brzina uzorkovanja omogućuje uređajima postizanje veće točnosti. Inženjeri također moraju stvoriti opremu s velikim brojem botova koji predstavljaju broj koraka korištenih, kako je gore opisano, za predstavljanje napona u određenom trenutku.

Što više koraka, to je veća razlučivost. Rezoluciju možete odrediti uzimajući 2 u bit broja bitova DAC-a ili ADC-a koji stvaraju analogni, odnosno digitalni signal. Za 8-bitni ADC, razlučivost bi bila 256 koraka.

•••Syed Hussain Ather

DAC pretvarač pretvara binarnu u vrijednost napona. Ova vrijednost je izlazni napon kao što se vidi na gornjem dijagramu. Izlazni napon možete izračunati kao

za naponeVpreko svakog prigušivača i vodljivostiGsvakog atenuatora. Prigušivači su dio procesa stvaranja analognog signala za smanjenje izobličenja. Oni su paralelno povezani pa se svaka pojedinačna vodljivost sažima na ovaj način kroz ovu formulu digitalnog u analogni pretvarač.

Možeš koristitiTheveninov teoremkako bi se otpor svakog prigušivača povezao s njegovom vodljivošću. TheOtpor prema teveninu​ ​je​

Theveninov teorem kaže: "Bilo koji linearni krug koji sadrži nekoliko napona i otpora može se zamijeniti samo jednim pojedinačnim naponom u nizu s jednim otporom povezanim preko tereta. "To vam omogućuje izračunavanje veličina iz složenog kruga kao da je to jednostavno jedan.

Ne zaboravite da možete i koristitiOhmov zakon,​ ​V = IRza naponV, TrenutnoJai otporaRkada se radi s tim krugovima i bilo kojom formulom digitalno-analognog pretvarača. Ako znate otpor DAC pretvarača, za mjerenje izlaznog napona ili struje možete koristiti sklop s DAC pretvaračem.

Mnogo je popularnihADC arhitekturekao što su registar uzastopne aproksimacije (SAR), Delta-Sigma (∆∑) i pretvarači cjevovoda. SAR pretvara ulazni analogni signal u digitalni "zadržavanjem" signala. To znači pretražiti kontinuirani analogni valni oblik kroz binarno pretraživanje koje pregledava sve moguće razine kvantizacije prije pronalaska digitalnog izlaza za svaku pretvorbu.

​Kvantizacijaje metoda mapiranja velikog skupa ulaznih vrijednosti od kontinuiranog valnog oblika do izlaznih vrijednosti koje su manje brojčane. SAR ADC-ovi općenito su jednostavni za upotrebu s manjom potrošnjom energije i velikom točnošću.

​Dizajn Delta-Sigmepronaći prosjek uzorka tijekom vremena koje koristi kao ulazni digitalni signal. Prosjek razlike u vremenu samog signala predstavljen je pomoću grčkih simbola delta (∆) i sigma (∑), dajući mu ime. Ova metoda ADC-a ima visoku razlučivost i visoku stabilnost uz malu potrošnju energije i troškove.

Konačno,Cjevovodni pretvaračiupotrijebite dvije faze koje ga "drže" poput SAR metoda i šalju signal kroz različite korake poput flash ADC-a i atenuatora. Bljeskalica ADC uspoređuje svaki signal ulaznog napona tijekom malog uzorka vremena s referentnim naponom kako bi se stvorio binarni digitalni izlaz. Signali cjevovoda uglavnom su na višim propusnim opsezima, ali s nižom razlučivošću i trebaju više snage za rad.

Jedan od često korištenih DAC dizajna jeR-2R mreža. Tu se koriste dvije vrijednosti otpora s jednom dvostruko većom od druge. To omogućuje skalu R-2R lako kao metodu upotrebe otpornika za slabljenje i transformiranje ulaznog digitalnog signala i pokretanje digitalnog u analogni pretvarač.

Abinarno ponderirani otpornikje još jedan uobičajeni primjer DAC-a. Ovi uređaji koriste otpore s izlazima koji se susreću na pojedinačnom otporu koji zbraja otpore. Značajniji dijelovi ulazne digitalne struje dat će veću izlaznu struju. Više bitova ove rezolucije omogućit će protok više struje.

MP3 i CD pohranjuju audio signale u digitalnim formatima. To znači da se DAC-ovi koriste u CD uređajima i drugim digitalnim uređajima koji proizvode zvukove poput zvučnih kartica za računala i video igre. DAC-ovi koji stvaraju analogni linijski izlaz mogu se koristiti u pojačalima ili čak USB zvučnicima.

Ove se primjene DAC-a obično oslanjaju na konstantni ulazni napon ili struju za stvaranje izlaznog napona i pokretanje digitalno-analognog pretvarača. Množenje DAC-a može koristiti različite ulazne napone ili izvore struje, ali oni imaju ograničenja na širinu pojasa koju mogu koristiti.