Fondamentalmente, la conversione da digitale ad analogico è l'opposto della conversione da analogico a digitale. Nella maggior parte dei casi, se il convertitore analogico-digitale (ADC) è posizionato dietro il DAC nel circuito di comunicazione, l'uscita del segnale digitale è esattamente uguale al segnale digitale in ingresso. E, nella maggior parte dei casi, quando il DAC è posizionato dietro l'ADC, il segnale analogico in uscita è esattamente lo stesso del segnale analogico in ingresso.
Gli impulsi digitali binari possono mostrare una lunga serie di 1 e 0 interamente da soli, il che non ha alcun significato ovvio per gli osservatori umani. Ma quando il DAC viene utilizzato per decodificare il segnale digitale binario, viene rivelato il ricco significato dell'uscita. Questo output può essere testo, immagini o azioni meccaniche.
DAC e ADC sono molto importanti in alcune applicazioni che elaborano segnali digitali. La comprensibilità o la fedeltà del segnale analogico può essere migliorata utilizzando ADC per convertire il segnale di ingresso analogico in una forma digitale, quindi il segnale digitale viene "ripulito" e l'impulso digitale finale viene riconvertito in un segnale analogico utilizzando un DAC.
Principium fundamentale
La quantità digitale è composta da cifre una per una e ogni cifra rappresenta una certa potenza. Ad esempio, il numero binario 1001, il peso del bit più alto è 23=8, il codice 1 su questo bit rappresenta il valore 1*23=8; il peso del bit più basso è 20=1, il codice 1 su questo bit rappresenta il valore 1*20 =1; le altre cifre sono tutte 0, quindi il numero binario 1001 è uguale al numero decimale 9.
Per trasformare una quantità digitale in una quantità analogica, ogni cifra deve essere convertita in una corrispondente quantità analogica in base al peso, quindi le quantità analogiche vengono sommate tra loro, in modo che la quantità analogica totale ottenuta corrisponda ai dati dati.
Il componente principale del convertitore D/A è una rete di interruttori di resistenza. Di solito, i bit del numero binario di input controllano alcuni interruttori. Correnti proporzionali, queste correnti vengono aggiunte e convertite da amplificatori operazionali per diventare tensioni analogiche proporzionali ai numeri binari.
Il circuito principale della conversione D/A è mostrato nella Figura 5-1. È una tensione di riferimento con sufficiente precisione. Ogni ramo del terminale di ingresso dell'amplificatore a griglia corrisponde allo 0° e al primo dei dati da convertire. 1 bit,..., n-1 bit. L'interruttore nel ramo è controllato dalla cifra corrispondente. Se la cifra è "1", l'interruttore corrispondente è chiuso; se la cifra è "0", l'interruttore corrispondente è aperto. Le resistenze in ogni ramo di ingresso sono R, 2R, 4R, ... Queste resistenze sono chiamate resistenze di peso. Essi convertono grandezze digitali in grandezze elettriche analogiche, cioè convertono grandezze digitali binarie in grandezze elettriche analogiche proporzionali al loro valore.
Indicatores euismod
Resolution
La risoluzione si riferisce al numero di cifre binarie che il convertitore D/A può convertire. Maggiore è il numero di cifre, maggiore è la risoluzione. Per un convertitore D/A con una risoluzione di n bit, il segnale di ingresso che può essere risolto è 1/2n del fondo scala.
Ad esempio: convertitore D/A a 8 bit, se l'intervallo completo della tensione è 5 V, la tensione minima che può essere risolta è 5 V/28≈20 mV, convertitore D/A a 10 bit, se la tensione è completa Se l'intervallo è 5V, la tensione minima distinguibile è 5V/210≈5mV.
Conversio tempus
Il tempo di conversione si riferisce al tempo necessario al convertitore D/A dall'ingresso digitale all'uscita stabile. Il tempo di conversione è anche chiamato tempo nascosto o tempo di configurazione. Quando la quantità analogica di uscita è la tensione, il tempo di assestamento è più lungo, principalmente il tempo necessario per emettere l'amplificatore operazionale. Il ts mostrato nella Figura 5-2 è il tempo di conversione.
Conversio accurate
La precisione della conversione si riferisce all'errore tra l'uscita effettiva del convertitore D/A e il valore teorico. L'accuratezza della conversione può essere suddivisa in accuratezza assoluta e accuratezza relativa.
(1) La precisione assoluta si riferisce alla differenza tra il valore reale dell'uscita analogica misurata (corrente o tensione) al terminale di uscita del convertitore D/A e il valore teorico corrispondente a una data grandezza digitale. La precisione assoluta è determinata da fattori globali come l'errore di guadagno, l'errore di linearità e il rumore della conversione D/A.
(2) La precisione relativa si riferisce alla differenza tra l'uscita analogica di vari ingressi digitali e il valore teorico dopo la calibrazione del punto zero e del valore di fondo scala, e l'errore di vari ingressi può essere disegnato in una curva. Per la conversione D/A lineare, la precisione relativa è la non linearità.
La precisione utilizza generalmente la cifra meno significativa della quantità digitale come unità di misura, che è generalmente presa come ± 1/2 LSB. Ad esempio, se si tratta di un convertitore D/A a 8 bit, la precisione della conversione è ±(1/2)*(1/256) = ±1/512.
Linearibus error
L'errore lineare viene utilizzato per descrivere il grado di variazione nell'uscita analogica elettrica dell'uscita di conversione D/A in base alla relazione proporzionale quando la quantità digitale cambia. La massima deviazione dell'uscita analogica dall'uscita ideale è chiamata errore di linearità.
Temperature Coefficient
Il coefficiente di temperatura si riferisce alla modifica di parametri come guadagno, linearità, punto zero e offset per ogni 1℃ di variazione di temperatura all'interno dell'intervallo specificato. Il coefficiente di temperatura influisce direttamente sulla precisione della conversione.
Classification
Esistono molti tipi di convertitori D/A integrati e diversi metodi di classificazione:
1) Secondo i loro metodi di conversione, possono essere divisi in parallelo e seriale;
2) Secondo il processo di produzione, può essere suddiviso in tipo bipolare (tipo TTL) e tipo CMOS, ecc., la loro precisione e velocità sono diverse;
3) In base alla risoluzione, può essere suddiviso in 8 bit, 10 bit, 12 bit, 16 bit, ecc.;
4) In base alla modalità di uscita, può essere suddiviso in due tipi: tipo di uscita in tensione e tipo di uscita in corrente.
Basic circuit
T-genus resistor network
La Figura 9-3 è un diagramma schematico di un convertitore D/A a 4 bit con una rete di resistori di tipo T. La rete di decodifica della resistenza nella Figura 9-3 è una rete di resistenza di tipo T composta da due resistenze, R e 2R, e un amplificatore operazionale costituisce un inseguitore di tensione. Nella Figura 9-3, il data latch e gli interruttori elettronici S3 e S2 sono omessi. , S1, S0 sono controllati dal bit corrispondente del numero binario D o collegati alla tensione di riferimento VR (il bit corrispondente è 1) o collegati a terra (il bit corrispondente è 0). Quando gli interruttori elettronici S3, S2, S1 e S0 sono tutti messi a terra, la resistenza equivalente vista da qualsiasi nodo a, b, c, d in basso a sinistra è uguale a R.
Quanto segue utilizza il principio di sovrapposizione e il teorema di Thevenin per trovare l'uscita U0 del convertitore.
Quando D0 agisce da solo, la rete di resistori di tipo T è mostrata nella Figura 9-4 (a). La parte inferiore sinistra del punto a è equivalente all'alimentatore Thevenin, come mostrato nella Figura 9-4 (b); quindi i circuiti in basso a sinistra dei punti b, c e d sono rispettivamente equivalenti all'alimentatore Thevenin, come mostrato in Figura 9- Figure (c), (d) ed (e) in Figura 4. Poiché la resistenza di ingresso dell'inseguitore di tensione è molto grande, molto più grande di R, quindi quando D0 agisce da solo, il potenziale nel punto d è quasi la tensione a circuito aperto D0VR/16 dell'alimentatore Thevenin e l'uscita del convertitore in questo momento è
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When D1 acts alone, the T-genus resistor network is shown in Figure 9-5 (a), and the Thevenin of the lower left circuit at point d is equivalent to Figure 9-5 (b) Shown. Similarly, the Thevenin equivalent power supply of the lower left circuit at point d when D2 is acting alone is shown in Figure 9-5 (c); when D3 is acting alone, the Thevenin equivalent power supply of the lower left circuit at point d is shown in Figure 9-5. Figure (d) shows. Therefore, when D1, D2, and D3 are acting separately, the output of the converter is >
Videri potest quod output analogon intentionis proportionalis est digitali input. Communis ad n-bit, output D/A convertentis est
Quia resistor T-typus retiacula tantum utitur R et 2R resistors, eius accuratio facile est emendare, facile est etiam circulos integros efficere. Autem, retis resistor T-typus etiam sequentia delicta habet: In processu operante, retiacula T-type aequiparatur lineae transmissionis. Tempus quoddam transmissionis accipit ab initio resistentiae ad stabilitatem currentis et intentionis stabiliendae in inputa op amp. Cum signum digitale est initus Cum numerus digitorum magnus est, afficiet velocitatem laborantis D/A convertentis. Insuper retis resistentia adhibita ut onus resistentiae convertentis referentiae voltage VR fluctuabit cum differentia numeri binarii D, et stabilitas relationis intentionis affici potest. Ita in praxi, sequentes inversi T-type D/A convertentes communiter usi sunt.
Inversa T resistor network
Figura 9-6 est schematicum schematis inversi T resistoris retis D/A convertentis. Cum punctum P innitatur et punctum N sit terra virtualis, quamvis numeri D0, D1, D2, D3 sint 0 vel 1, electronicae virgae S0, S1, S2, S3 omnes aequipollent fundationi. & ideo quantitates excursus rami I0, I1, I2, I3, IR in fig. 9-6 non mutabunt propter differentiam numeri binarii. Est autem aequivalens resistentia nodi a, b, C, d a, b, C, d, a sinistra superiori spectata = R, ergo tota currenti e VR fluente.
et in quemlibet 2R ramum influens current circuli sic est
Hodiernus fluit in invertendo termino amplificationis operativae
p>Output intentione operationalis amplificator est
Si Rf=R et IR=VR/R in formula praedicta substituantur, erit
Videri potest quod output analogon intentionis proportionalis est digitali input. Communis ad n-bit, output D/A convertentis est
Retis resistor T-type inversa solum etiam utitur R et 2R resistentibus, sed non idem cum resistor T-typus. Comparatus cum retis resistentiis, quoniam semper praesens et constans cuiusque ramus currit, nullum est tempus transmissionis procurrentis cuiusque rami ad invertendam inputationem op amp, ideo celeritatem conversionis altiorem habet.