DAC の正式名称は Digital-to-Analog Converter で、中国語ではデジタル - アナログ コンバーターまたは D/A コンバーターと呼ばれます。これは、デジタル信号をアナログ信号に変換することを主な機能とする電子デバイス (集積回路チップ) です。
入力: デジタル信号。通常、バイナリ コード (0 と 1 で構成される) で表される数値。
出力: アナログ信号。これは、入力デジタル値に比例する連続的な電圧または電流です。
これは、コンピューターやデジタル回路が理解できる「デジタル言語」を、スピーカー、モーター、ディスプレイなどの現実世界が理解して実行できる「アナログ言語」に翻訳する「翻訳者」と考えることができます。
DAC は、基準電圧 (または基準電流) と、一連の高精度の抵抗ネットワーク (R-2R 台形ネットワークなど) またはコンデンサ ネットワークに基づいて動作します。
1 入力デジタル コード: MCU (マイクロコントローラー) または DSP (デジタル シグナル プロセッサ) は、パラレルまたはシリアル (SPI、I2C など) インターフェイスを介して N ビットのバイナリ デジタル コードを DAC に送信します (たとえば、8 ビット DAC のコード範囲は 00000000 ～ 11111111、つまり 0 ～ 255)。
2 内部デコード: DAC 内のスイッチング ネットワークは、受信したデジタル コードに基づいて内部抵抗またはコンデンサの接続を正確に切り替えます。
3 アナログの生成: これらのスイッチの組み合わせにより、安定した基準電圧 (Vref) が比例的に分割され、対応するアナログ電圧値が得られます。
例: 5V リファレンスの 8 ビット DAC の場合、デジタル コード 00000000 (0) は 0V 出力に対応します。コード 10000000 (128) は、(128/256) * 5V = 2.5V 出力に対応します。コード 11111111 (255) は、(255/256) * 5V ≈ 5V 出力に対応します。
DAC の主要な性能パラメータ
「電子材料」として選択および調達する場合、エンジニアは主に次のパラメータに注目します。
| パラメータ | 定義と説明 | アプリケーションへの影響 |
| 解決 | DAC が出力できる離散アナログ値のレベル数は通常、ビットで表されます。 | ビット数が多いほど、出力は滑らかになり、精度が高くなります。たとえば、16 ビット DAC は 8 ビット DAC よりもはるかに微細です。 |
| コンバージョン率 | DAC が 1 秒あたりにデジタルからアナログに変換できる回数。通常は MSPS (Mega Samples Per Second、1 秒あたり数百万のサンプル) で測定されます。 | 出力波形の最大周波数を決定するため、ビデオや通信などの高速アプリケーションには高い変換レートが必要です。 |
| セットアップ時間 | デジタル入力が変化してから、出力アナログ電圧が最終値の指定された誤差範囲内に到達して安定するまでに必要な時間。 | 動的パフォーマンスに影響を与えることは、急速に変化する信号にとって非常に重要です。 |
| 正確さ | DNL (微分非直線性) と INL (積分非直線性) を含めて、実際の出力と理想出力の偏差を測定します。 | DNL は出力レベルの単調性に影響し、INL は全体の直線性に影響し、精度が高いほど誤差は小さくなります。 |
| インターフェースの種類 | コントローラーとの通信方法 (パラレル、SPI、I²C など)。 | 接続の複雑さと通信速度に影響します。 SPI/I²C インターフェイスはシンプルで、ピンの数がほとんどありません。パラレル インターフェイスは高速ですが、より多くのピンを使用します。 |
| 出力タイプ | 電圧出力タイプまたは電流出力タイプ。 | 電圧出力タイプがより一般的で、後続の回路を直接駆動します。電流出力タイプは、産業分野や特定の負荷の駆動によく使用されます。 |
4. DACの主な種類
電圧出力型DAC：最も一般的で、アナログ電圧を直接出力します。
乗算型 DAC: 基準電圧は可変であり、出力はデジタル コードと変調などのアプリケーション用の可変基準電圧の積になります。
電流ラダーDAC: 電流スイッチングに基づいており、変換速度が非常に速く、高速分野でよく使用されます。
Δ-Σ DAC: 主に高精度オーディオ分野で使用される、オーバーサンプリングとノイズシェーピング技術により非常に高い解像度 (24 ビットなど) を実現します。
5. DAC 用のアプリケーション (なぜ必要ですか?)
DAC はデジタル世界をアナログ世界に接続する架け橋であり、ほとんどすべての現代の電子システムはこれなしでは機能しません。
オーディオ再生: これは最も古典的なアプリケーションです。携帯電話、コンピュータ、MP3 プレーヤーは、Dac を介してデジタル オーディオ ファイル (MP3 など) をアナログ電圧信号に変換し、パワー アンプで増幅してヘッドフォンやスピーカーを駆動して音を出します。ハイエンド Hi-Fi オーディオ システムには、DAC パフォーマンスに対する非常に高い要件があります。
ビデオ出力: グラフィックス カードは、DAC を介してデジタル画像データをアナログ VGA 信号に変換し、旧式の CRT モニターまたはプロジェクターに送信します。
産業用制御: MCU はデジタル コードを出力し、DAC によってアナログ電圧 (0 ～ 10 V など) または電流 (4 ～ 20 mA) に変換され、サーボ モーター、周波数コンバータ、バルブ開度、温度などを正確に制御します。
波形生成: 関数信号発生器やオシロスコープなどの機器では、DAC を使用してさまざまな複雑なアナログ波形 (正弦波、方形波、三角波など) を生成します。
データ収集システム: 通常、閉ループ制御を形成するために ADC (アナログ - デジタル コンバーター) と組み合わせて使用されます。
電子材料としての DAC は、次のように正確に定義できます。
離散デジタル信号を連続アナログ信号に変換する集積回路チップは、そのコア性能が分解能、変換速度、精度などのパラメータによって測定され、デジタル システムがアナログ現実世界と対話するための重要なインターフェース デバイスです。
電話
+86 13714130672
ワッツアップ
微信
住所
ルーム 1505、Senye Chuangda Building、Gushu 2nd Road、Xxiang Street、Bao'an District、Shenzhen、中国
