Chuỗi tín hiệu

Sự miêu tả

Tên đầy đủ của DAC là Bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự, được gọi là bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự hoặc bộ chuyển đổi D/A trong tiếng Trung. Đây là một thiết bị điện tử (chip mạch tích hợp) có chức năng cốt lõi là chuyển đổi tín hiệu số thành tín hiệu tương tự.

Đầu vào: Tín hiệu số Một giá trị số thường được biểu thị bằng mã nhị phân (bao gồm 0 và 1).

Đầu ra: Tín hiệu Analog. Đó là điện áp hoặc dòng điện liên tục tỷ lệ thuận với giá trị số đầu vào.

Bạn có thể coi nó như một "người phiên dịch" có nhiệm vụ dịch "ngôn ngữ kỹ thuật số" mà máy tính và mạch kỹ thuật số có thể hiểu sang "ngôn ngữ tương tự" mà thế giới thực, chẳng hạn như loa, động cơ, màn hình, có thể hiểu và thực thi.

DAC hoạt động như thế nào? (Nguyên tắc đơn giản)

DAC hoạt động dựa trên điện áp tham chiếu (hoặc dòng điện tham chiếu) và một tập hợp các mạng điện trở chính xác (chẳng hạn như mạng hình thang R-2R) hoặc mạng tụ điện.

1 Mã kỹ thuật số đầu vào: MCU (bộ vi điều khiển) hoặc DSP (bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số) gửi mã kỹ thuật số nhị phân N-bit đến DAC thông qua giao diện song song hoặc nối tiếp (chẳng hạn như SPI, I2C) (ví dụ: phạm vi mã cho DAC 8 bit là 00000000 đến 11111111, tức là từ 0 đến 255).

2 Giải mã bên trong: Mạng chuyển mạch bên trong DAC chuyển mạch chính xác kết nối của các điện trở hoặc tụ điện bên trong dựa trên mã kỹ thuật số nhận được.

3 Tạo tín hiệu tương tự: Sự kết hợp của các công tắc này chia điện áp tham chiếu ổn định (Vref) theo tỷ lệ, dẫn đến giá trị điện áp tương ứng.

Ví dụ: Đối với DAC 8 bit có tham chiếu 5V, mã kỹ thuật số 00000000 (0) tương ứng với đầu ra 0V; Mã 10000000 (128) tương ứng với (128/256) * đầu ra 5V = 2,5V; Mã 11111111 (255) tương ứng với (255/256) * đầu ra 5V ≈ 5V.

Các thông số hiệu suất chính của DAC

Khi được lựa chọn và mua sắm làm “vật liệu điện tử”, các kỹ sư chủ yếu tập trung vào các thông số sau:

4. Các loại Dacs chính

Loại đầu ra điện áp DAC: Phổ biến nhất, đầu ra trực tiếp điện áp analog.

DAC nhân: Điện áp tham chiếu của nó có thể thay đổi và đầu ra là tích của mã kỹ thuật số và điện áp tham chiếu thay đổi cho các ứng dụng như điều chế.

DAC bánh lái hiện tại: Dựa trên chuyển mạch hiện tại, nó có tốc độ chuyển đổi rất cao và thường được sử dụng trong các trường tốc độ cao.

Δ-Σ DAC: Đạt độ phân giải cực cao (chẳng hạn như 24-bit) thông qua kỹ thuật oversampling và định hình nhiễu, chủ yếu được sử dụng trong các trường âm thanh có độ chính xác cao.

5. Ứng dụng cho Dacs (Tại sao bạn cần nó?)

DAC là cầu nối giữa thế giới số với thế giới analog và hầu như tất cả các hệ thống điện tử hiện đại đều không thể thiếu nó:

Phát lại âm thanh: Đây là ứng dụng cổ điển nhất. Điện thoại di động, máy tính, máy nghe nhạc MP3 chuyển đổi các tập tin âm thanh kỹ thuật số (như MP3) thành tín hiệu điện áp analog thông qua Dacs, được khuếch đại bằng bộ khuếch đại công suất để điều khiển tai nghe hoặc loa để tạo ra âm thanh. Hệ thống âm thanh Hi-Fi cao cấp có yêu cầu cực kỳ cao về hiệu năng DAC.

Đầu ra video: Card đồ họa chuyển đổi dữ liệu hình ảnh kỹ thuật số thông qua DAC thành tín hiệu VGA analog và truyền đến màn hình hoặc máy chiếu CRT kiểu cũ.

Điều khiển công nghiệp: MCU xuất ra mã kỹ thuật số, được DAC chuyển đổi thành điện áp analog (chẳng hạn như 0-10V) hoặc dòng điện (4-20mA) để điều khiển chính xác động cơ servo, bộ biến tần, độ mở van, nhiệt độ, v.v.

Tạo dạng sóng: Trong các thiết bị như bộ tạo tín hiệu chức năng và máy hiện sóng, Dacs được sử dụng để tạo ra các dạng sóng tương tự phức tạp khác nhau (sóng hình sin, sóng vuông, sóng tam giác, v.v.).

Hệ thống thu thập dữ liệu: Thường được sử dụng kết hợp với bộ ADC (bộ chuyển đổi tương tự sang số) để tạo thành điều khiển vòng kín.

Bản tóm tắt

Là một vật liệu điện tử, DAC có thể được định nghĩa chính xác như sau:

Một chip mạch tích hợp chuyển đổi tín hiệu số rời rạc thành tín hiệu tương tự liên tục, có hiệu suất cốt lõi được đo bằng các tham số như độ phân giải, tốc độ chuyển đổi và độ chính xác, là thiết bị giao diện chính để các hệ thống kỹ thuật số tương tác với thế giới thực tương tự và