Kā darbojas digitālais līdz analogais pārveidotājs?

Elektronikai un aprīkojumam, ko izmantojat ikdienas dzīvē, datu un ievades avoti jāpārveido citos formātos. Digitālajai audioiekārtai MP3 faila veidošanas veids ir atkarīgs no datu pārveidošanas starp analogo un digitālo formātu. Šie ciparu-analogo pārveidotāji (DAC) uztver ievadītos digitālos datus un pārvērš tos analogos audio signālos šiem nolūkiem.

Skaņa, ko rada šī audio iekārta, ir digitālo ievades datu analogā forma. Šie pārveidotāji ļauj audio pārveidot no digitālā formāta, kas ir viegli lietojams audio veids datori un cita elektronika analogā formātā, kas izgatavoti no gaisa spiediena izmaiņām, kas rada pati skaņa.

DAC ņem bināro ciparu skaņas ciparu skaitu un pārvērš to analogā spriegumā vai strāvā, kas pilnībā izpildīts dziesmas laikā, var radīt audio viļņu, kas atspoguļo digitālo signālu. Tas izveido digitālā audio analogo versiju katra digitālā lasījuma "soļos".

Pirms audio izveidošanas DAC izveido kāpņu pakāpienu vilni. Tas ir vilnis, kurā starp katru digitālo lasījumu ir neliels "lēciens". Lai pārveidotu šos lēcienus vienmērīgā, nepārtrauktā analogajā lasījumā, DAC izmanto interpolāciju. Šī ir metode, kā uz kāpņu pakāpiena viļņa aplūkot divus punktus blakus un noteikt vērtības starp tām.

Tas padara skaņu gludu un mazāk izkropļotu. DAC izvada šos spriegumus, kas ir izlīdzināti nepārtrauktā viļņu formā. Atšķirībā no DAC, mikrofons, kas uztver audio signālus, digitālā signāla radīšanai izmanto analogo-ciparu pārveidotāju (ADC).

Kamēr DAC pārveido digitālo bināro signālu par analogo, piemēram, spriegumu, ADC veic pretējo. Tas aizņem analogo avotu un pārveido to par digitālo. Izmantojot DAC, pārveidotājs un ADC pārveidotājs var veidot lielu daļu no audio inženierijas un ierakstīšanas tehnoloģijām. To, kā viņi abi izmanto, padara komunikācijas tehnoloģiju lietojumprogrammas, par kurām jūs varat uzzināt, izmantojot ADC un DAC apmācību.

Tādā pašā veidā tulks var pārveidot vārdus citos vārdos starp valodām, ADC un DAC darbojas kopā, ļaujot cilvēkiem sazināties lielos attālumos. Zvanot kādam pa tālruni, mikrofons jūsu balsi pārveido par analogo elektrisko signālu.

Tad ADC pārveido analogo signālu par digitālo. Digitālās strāvas tiek sūtītas caur tīkla paketēm, un, sasniedzot galamērķi, DAC tās pārveido atpakaļ par analogo elektrisko signālu.

Šajos projektos jāņem vērā saziņas iespējas, izmantojot ADC un DAC. Mērījumu skaits, ko DAC veic katrā sekundē, ir paraugu ņemšanas ātrums vai paraugu ņemšanas biežums. Lielāks izlases ātrums ļauj ierīcēm sasniegt lielāku precizitāti. Inženieriem ir jāizveido arī aprīkojums ar lielu skaitu robotu, kas atspoguļo izmantoto darbību skaitu, kā aprakstīts iepriekš, lai attēlotu spriegumu noteiktā laika posmā.

Jo vairāk soļu, jo augstāka izšķirtspēja. Izšķirtspēju var noteikt, uzņemot 2 līdz DAC vai ADC bitu skaita jaudai, kas attiecīgi rada analogo vai digitālo signālu. 8 bitu ADC izšķirtspēja būtu 256 soļi.

•••Syed Hussain Ather

DAC pārveidotājs bināru pārveido par sprieguma vērtību. Šī vērtība ir izejas spriegums, kā parādīts diagrammā iepriekš. Jūs varat aprēķināt izejas spriegumu kā

spriegumiemVkatram vājinātājam un vadītspējaiGkatra vājinātāja. Vājinātāji ir daļa no analogā signāla radīšanas procesa, lai samazinātu traucējumus. Tie ir savienoti paralēli, tāpēc katrs atsevišķs vadītspēja tiek summēta šādā veidā, izmantojot šo digitālā uz analogo pārveidotāju formulu.

Tu vari izmantotThevenina teorēmasaistīt katra vājinātāja pretestību ar tā vadītspēju. TheThevenin pretestība​ ​ir​

Thevenina teorēma nosaka: "Jebkuru lineāro ķēdi, kas satur vairākus spriegumus un pretestības, var aizstāt tikai ar vienu spriegumu virknē ar vienu pretestību, kas savienota visā slodzē. "Tas ļauj aprēķināt daudzumus no sarežģītas shēmas, it kā tas būtu vienkāršs viens.

Atcerieties, ka varat arī izmantotOhma likums,​ ​V = IRspriegumamV, pašreizējaisEsun pretestībaRstrādājot ar šīm ķēdēm un jebkuru ciparu uz analogo pārveidotāju formulu. Ja jūs zināt DAC pārveidotāja pretestību, izejas sprieguma vai strāvas mērīšanai varat izmantot ķēdi ar tajā esošo DAC pārveidotāju.

Ir daudz populāruADC arhitektūraspiemēram, secīgs tuvināšanas reģistrs (SAR), Delta-Sigma (∆∑) un cauruļvadu pārveidotāji. SAR pārveido ieejas analogo signālu par digitālo, "turot" signālu. Tas nozīmē nepārtrauktas analogās viļņu formas meklēšanu, izmantojot bināru meklēšanu, kurā tiek apskatīti visi iespējamie kvantēšanas līmeņi, pirms atrodat katras pārveidošanas digitālo izvadi.

​Kvantēšanair metode, kā kartēt lielu ievades vērtību kopu no nepārtrauktas viļņu formas līdz izejas vērtībām, kuru skaits ir mazāks. SAR ADC parasti ir viegli izmantot ar zemāku enerģijas patēriņu un augstu precizitāti.

​Delta-Sigma dizainiatrodiet parauga vidējo vērtību laikā, ko tas izmanto kā ieejas digitālo signālu. Pats signāla vidējais rādītājs laika atšķirībā tiek attēlots, izmantojot grieķu simbolus delta (∆) un sigma (∑), piešķirot tam tā nosaukumu. Šai ADC metodei ir augsta izšķirtspēja un augsta stabilitāte ar zemu enerģijas patēriņu un izmaksām.

Visbeidzot,Cauruļvadu pārveidotājiizmantojiet divus posmus, kas to "tur" kā SAR metodes, un nosūta signālu, izmantojot dažādus posmus, piemēram, zibspuldzes ADC un vājinātājus. Zibspuldzes ADC salīdzina katru ieejas sprieguma signālu nelielā laika paraugā ar atsauces spriegumu, lai izveidotu bināru digitālo izeju. Cauruļvadu signāli parasti ir ar lielāku joslas platumu, bet ar zemāku izšķirtspēju, un to darbībai ir nepieciešama lielāka jauda.

Viens plaši izmantots DAC dizains irR-2R tīkls. Tam tiek izmantotas divas rezistoru vērtības, no kurām viena ir divreiz lielāka nekā otra. Tas ļauj R-2R viegli mērogot kā rezistoru izmantošanas metodi, lai vājinātu un pārveidotu ieejas digitālo signālu un darbinātu digitālo uz analogo pārveidotāju.

Abinārs svērtais rezistorsir vēl viens izplatīts DAC piemērs. Šīs ierīces izmanto rezistorus ar izejām, kas sastopas pie viena rezistora, kas summē pretestības. Nozīmīgākās ieejas digitālās strāvas daļas dos lielāku izejas strāvu. Vairāk šīs izšķirtspējas bitu ļaus caurplūst vairāk strāvas.

MP3 un kompaktdiski saglabā audio signālus digitālos formātos. Tas nozīmē, ka DAC tiek izmantoti CD atskaņotājos un citās digitālajās ierīcēs, kas rada skaņas, piemēram, skaņas kartes datoriem un videospēlēm. DAC, kas rada analogo līnijas līmeņa izvadi, var izmantot pastiprinātājos vai pat USB skaļruņos.

Šīs DAC lietojumprogrammas parasti balstās uz nemainīgu ieejas spriegumu vai strāvu, lai izveidotu izejas spriegumu un panāktu digitālā un analogā pārveidotāja darbību. Reizinot DAC, var izmantot dažādus ieejas sprieguma vai strāvas avotus, taču tiem ir ierobežojumi joslas platumam, ko viņi var izmantot.