Digital-Analog-Wandler

Ein Digital-Analog-Wandler ( DAC von D / A für Digital-Analog oder in Englisch DAC von D / A für Digital-Analog-Wandler ) ist eine elektronische Komponente, deren Funktion darin besteht, einen digitalen Wert ( übercodiert ) zu transformieren mehrere Bits ) auf einen analogen Wert proportional zum codierten digitalen Wert.

Normalerweise ist der Ausgang des Wandlers eine elektrische Spannung , aber einige Wandler haben einen Stromausgang.

N / A = Frequenz / Bits

Techniken

Es gibt verschiedene Lösungen, um ein analoges Signal aus einem digitalen System zu erzeugen. Es ist in zwei Kategorien unterteilt: solche mit pseudoanalogem Ausgang (das Ausgangssignal enthält die analoge Nachricht, aber andere Signale werden hinzugefügt) oder analogem Ausgang. Im letzteren Fall werden im Allgemeinen Wandler mit einem Netzwerk von Widerständen verwendet.

Pseudoanalogausgang: Pulsweitenmodulation

Das Prinzip der Pulsweitenmodulation (PWM) besteht darin, ein Taktsignal zu erzeugen, dessen Tastverhältnis variabel und proportional zum codierten Wert ist.

Wenn wir den Durchschnitt dieses Signals (mittels eines Tiefpassfilters ) extrahieren , erhalten wir einen zu diesem Arbeitszyklus proportionalen Analogwert.

Analogausgang: Widerstandsnetzwerk

Die analoge Umwandlung in ein Widerstandsnetzwerk basiert auf dem Prinzip der Teilung der Spannungen (Teilerbrücke für das unäre Netz) oder der Teilung der Ströme (R / 2R-Netz). In allen Fällen folgt eine Impedanzanpassung der Widerstandsanordnung, so dass eine Ausgangslast die Umwandlung nicht stört.

Das Prinzip ist , einen analogen Wert durch Gewichtung das Gewicht jedes zu schaffen Informations Bit , entsprechend der Formel:

V.Öut=k.V.ref.∑ich=1nicht((2nicht- -ich.beimnicht- -ich){\ displaystyle V_ {out} = k.V_ {ref}. \ sum _ {i = 1} ^ {n} \ left (2 ^ {ni} .a_ {ni} \ right)}

Mit:

• V.ref={\ displaystyle V_ {ref} =} maximale Umwandlung
• k={\ displaystyle k =} Verhältnismäßigkeitsverhältnis
• nicht={\ displaystyle n =} Anzahl der Wandlerbits
• beimnicht={\ displaystyle a_ {n} =} Wert von Bit n (1 oder 0)

Es können verschiedene Arten von Netzwerken verwendet werden:

unäres Netzwerk Es wird ein einzelner Widerstandswert verwendet und so viele Widerstände wie möglich als Trennbrücke montiert . Diese Methode stellt eine perfekte Monotonie des Ausgangswerts sicher , ist jedoch nur für eine geringe Anzahl von Bits interessant, da eine exponentielle Anzahl von Widerständen und Schaltern erforderlich ist ( ).2nicht- -1{\ displaystyle 2_ {n} -1} binäres Netzwerk Es werden Widerstände mit unterschiedlichen Werten verwendet, wobei der Wert jedes Widerstands dem Binärgewicht jedes Bits entspricht. Dieses Verfahren erfordert eine große Genauigkeit des Wertes der Widerstände der höchstwertigen Bits (MSB) , insbesondere wenn die Anzahl der Bits groß ist; R-2R-Netzwerk Es wird eine Skala mit einer kleinen Anzahl von Widerstandswerten hergestellt. Dieses Verfahren eignet sich besser zur Herstellung auf Silizium .

Es ist auch möglich, die verschiedenen Verfahren zu kombinieren, um eine korrekte Präzision zu erzielen, ohne eine zu große Ressource einzubeziehen, wobei im Allgemeinen die höchstwertigen Bits mit einem Netzwerk von unären Widerständen und die niedrigstwertigen Bits mit einem Netzwerk von binären Widerständen codiert werden.

Benutzen

Soundkarten, Modems, Fernseher, HiFi  usw.

Konverterhersteller

• C Würfel
• Wolfson Microelectronics
• Analoge Geräte
• IDT, früher NXP , früher Philips (TriMedia)
• Conexant
• Burr-Brown (PCM1704U-K)
• Cirrus Logic ( Delta-Sigma  (en) )
• Kristall
• Texas Instruments (PCM1794)
• C-Media (CMI8768 / PCI)
• Sigmatel (ST9460)
• Euphia
• Asahi Kasei
• Fiio
• ESS-Technologie

Modulationen

Audio

• PDM ( Pulsdichtemodulation )
• PWM ( Pulse Width Modulation )
• Delta-Sigma ( Delta-Sigma-Modulation  (in) )
• Delta
• Nyquist
• DFT ( Diskrete Fourier-Transformation )
• FFT ( Fast Fourier Transform )

Video

• OFDM ( Orthogonal Frequency Division Multiplexing )
• SK-Umschalttaste (BP-, QP-, F-, P-Phase)
• QAM (16, 32, 64)
• FOK

Anmerkungen und Referenzen

1. Digital - Analog - Konvertierung auf der Website sitelec.org
2. Wolfson Microelectronics
3. Conexant
4. Sigmatel
5. ESS-Technologie

Siehe auch

Zum Thema passende Artikel

• Quantifizierung  ;
• RAMDAC , Digital-Analog-Wandler für Video;
• Analog-Digital-Wandler , die wechselseitige Funktion des Digital-Analog-Wandlers

Externe Links

• Digital-Analog-Wandlung ( Animation )
• (de) Alles über den legendären Burr Brown PCM63 Digital-Analog-Wandler , offizielle Seite
• Übersicht über USB-DACs ( CultureHD )