신호 체인

설명

DAC의 전체 이름은 디지털-아날로그 변환기이며, 중국어로는 디지털-아날로그 변환기 또는 D/A 변환기라고 합니다. 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 것이 핵심 기능인 전자 장치(집적 회로 칩)입니다.

입력: 디지털 신호. 일반적으로 이진 코드(0과 1로 구성)로 표시되는 숫자 값입니다.

출력: 아날로그 신호. 입력된 디지털 값에 비례하는 연속적인 전압 또는 전류입니다.

컴퓨터와 디지털 회로가 이해할 수 있는 '디지털 언어'를 스피커, 모터, 디스플레이 등 현실 세계가 이해하고 실행할 수 있는 '아날로그 언어'로 번역하는 일을 하는 '번역가'라고 생각하시면 됩니다.

DAC는 어떻게 작동하나요? (간단한 원리)

DAC는 기준 전압(또는 기준 전류)과 정밀 저항 네트워크(예: R-2R 사다리꼴 네트워크) 또는 커패시터 네트워크 세트를 기반으로 작동합니다.

1 입력 디지털 코드: MCU(마이크로컨트롤러) 또는 DSP(디지털 신호 프로세서)는 병렬 또는 직렬(예: SPI, I2C) 인터페이스를 통해 N비트 바이너리 디지털 코드를 DAC에 보냅니다. 예를 들어 8비트 DAC의 코드 범위는 00000000~11111111, 즉 0~255입니다.

2 내부 디코딩: DAC 내부의 스위칭 네트워크는 수신된 디지털 코드를 기반으로 내부 저항기 또는 커패시터의 연결을 정확하게 전환합니다.

3 아날로그 생성: 이 스위치의 조합은 안정적인 기준 전압(Vref)을 비례적으로 나누어 해당 아날로그 전압 값을 생성합니다.

예: 5V 레퍼런스를 갖는 8비트 DAC의 경우 디지털 코드 00000000(0)은 0V 출력에 해당합니다. 코드 10000000(128)은 (128/256) * 5V = 2.5V 출력에 해당합니다. 코드 11111111(255)는 (255/256) * 5V ≒ 5V 출력에 해당합니다.

DAC의 주요 성능 매개변수

"전자 재료"로 선택 및 조달될 때 엔지니어는 주로 다음 매개변수에 중점을 둡니다.

4. DAC의 주요 유형

전압 출력형 DAC: 가장 일반적이며 아날로그 전압을 직접 출력합니다.

곱셈 DAC: 기준 전압은 가변적일 수 있으며, 출력은 변조와 같은 애플리케이션을 위한 디지털 코드와 가변 기준 전압의 곱입니다.

Current Rudder DAC : 전류 스위칭을 기반으로 변환 속도가 매우 빨라 고속 분야에서 많이 사용됩니다.

Δ-Σ DAC: 주로 고정밀 오디오 분야에 사용되는 오버샘플링 및 노이즈 성형 기술을 통해 매우 높은 해상도(예: 24비트)를 달성합니다.

5. Dacs용 애플리케이션(왜 필요한가요?)

DAC는 디지털 세계와 아날로그 세계를 연결하는 다리이며 거의 모든 현대 전자 시스템은 DAC 없이는 할 수 없습니다.

오디오 재생: 이것은 가장 고전적인 응용 프로그램입니다. 휴대폰, 컴퓨터, MP3 플레이어는 디지털 오디오 파일(예: MP3)을 DAC를 통해 아날로그 전압 신호로 변환합니다. 이 신호는 전력 증폭기로 증폭되어 헤드폰이나 스피커를 구동하여 사운드를 생성합니다. 고급 Hi-Fi 오디오 시스템은 DAC 성능에 대한 요구 사항이 매우 높습니다.

비디오 출력: 그래픽 카드는 DAC를 통해 디지털 이미지 데이터를 아날로그 VGA 신호로 변환하고 이를 기존 CRT 모니터나 프로젝터로 전송합니다.

산업용 제어: MCU는 서보 모터, 주파수 변환기, 밸브 개방, 온도 등을 정밀하게 제어하기 위해 DAC를 통해 아날로그 전압(예: 0-10V) 또는 전류(4-20mA)로 변환되는 디지털 코드를 출력합니다.

파형 생성: 함수 신호 발생기 및 오실로스코프와 같은 장비에서 DAC는 다양하고 복잡한 아날로그 파형(사인파, 구형파, 삼각파 등)을 생성하는 데 사용됩니다.

데이터 수집 시스템: 일반적으로 ADC(아날로그-디지털 변환기)와 함께 사용되어 폐쇄 루프 제어를 형성합니다.

요약

전자 재료로서 DAC는 다음과 같이 정확하게 정의될 수 있습니다.

개별 디지털 신호를 연속적인 아날로그 신호로 변환하는 집적회로 칩은 분해능, 변환율, 정확도 등의 매개변수로 핵심 성능을 측정하며, 디지털 시스템이 아날로그 현실 세계와 상호 작용하는 핵심 인터페이스 장치입니다.