Како ради дигитални аналогни претварач?

Садржај

• Како раде дигитални или аудио конвертери
• АДЦ и ДАЦ Туториал
• Формула за дигитални аналогни претварач
• АДЦ Архитектуре
• Дигитално-аналогни претварач ради
• Практичне примјене претварача

Електроника и опрема коју користите у свакодневном животу требају трансформирати податке и улазне изворе у друге формате. За дигиталну аудио опрему начин на који МП3 датотека производи звук овиси о претварању између аналогног и дигиталног формата података. Ови дигитално-аналогни претварачи (ДАЦ-ови) узимају улазне дигиталне податке и претварају их у аналогне аудио сигнале за ове сврхе.

Како раде дигитални или аудио конвертери

Звук који производи ова аудио опрема аналогни је облик дигиталних улазних података. Ови претварачи омогућавају претварање звука из дигиталног формата, звука који се лако користи за рачунаре и другу електронику, у аналогни формат, направљен од варијација ваздушног притиска који производе сам звук.

ДАЦ-ови узимају бинарни број дигиталног облика звука и претварају га у аналогни напон или струју који, када се у потпуности ураде током песме, могу створити талас звука који представља дигитални сигнал. То ствара аналогну верзију дигиталног звука у "корацима" сваког дигиталног читања.

Пре него што створи звук, ДАЦ ствара талас степеница. Ово је талас у коме постоји мали „скок“ између сваког дигиталног читања. Да би претворили ове скокове у глатко, континуирано аналогно читање, ДАЦ-ови користе интерполацију. Ово је метода гледања две тачке једна поред друге на таласу степеница и одређивање вредности између њих.

То чини звук глатким и мање изобличеним. ДАЦ-ови производе ове напоне који су прешли у континуирани облик таласа. За разлику од ДАЦ-а, микрофон који прима аудио сигнале користи аналогно-дигитални претварач (АДЦ) да би створио дигитални сигнал.

АДЦ и ДАЦ Туториал

Док ДАЦ претвара дигитални бинарни сигнал у аналогни као што је напон, АДЦ ради обрнуто. Потребан је аналогни извор и претвара га у дигитални. Употребљени заједно, за ДАЦ, претварач и АДЦ претварач могу чинити велики део технологије аудио инжењеринга и снимања. Начин на који су оба кориштена чини апликације у комуникацијској технологији о којима можете научити кроз АДЦ и ДАЦ туториал.

На исти начин преводилац може претворити речи у друге речи између језика, АДЦ-ови и ДАЦ-ови раде заједно, омогућавајући људима да комуницирају на великим даљинама. Када неког позовете телефоном, ваш се микрофон претвара у аналогни електрични сигнал.

Затим АДЦ претвара аналогни сигнал у дигитални. Дигиталне струје шаљу се путем мрежних пакета и, кад стигну до одредишта, ДАЦ-ом се претварају у аналогни електрични сигнал.

Ови дизајни морају узети у обзир карактеристике комуникације путем АДЦ-а и ДАЦ-а. Број мерења које врши ДАЦ сваке секунде је стопа узорковања или фреквенција узорковања. Већа стопа узорковања омогућава уређајима да постигну већу тачност. Инжињери такође морају да направе опрему са великим бројем ботова који представљају број корака који су претходно описани како би приказао напон у датом тренутку.

Више корака, већа је резолуција. Резолуцију можете одредити тако што ћете узети 2 на снагу броја бита ДАЦ-а или АДЦ-а који ствара аналогни или дигитални сигнал. За 8-битни АДЦ резолуција би била 256 корака.

Формула за дигитални аналогни претварач

••• Сиед Хуссаин Атхер

ДАЦ претварач претвара бинарни сигнал у вредност напона. Ова вредност је излазни напон као што се види на горњем дијаграму. Можете израчунати излазни напон као В_напоље = (В₄Г₄ + В₃Г₃ + В₂Г₂ + В₁Г₁) / (Г₄ + Г₃ + Г₂ + Г₁) за напоне В преко сваког атенуатора и проводљивости Г сваког атенуатора. Атенуатори су део процеса креирања аналогног сигнала за смањење изобличења. Они су повезани паралелно, тако да свака поједина проводност на овај начин сумира ову формулу дигиталног у аналогни претварач.

Можете користити Тхевенинсова теорема да се отпор сваког атенуатора повеже са његовом проводљивошћу. Тхе Отпор Тхевенин је Р_т = 1 / (Г₁ + Г₂ + Г₃ + Г₄). Тхевенин-ов теорем каже, "Сваки линеарни круг који садржи неколико напона и отпора може се заменити само једним напоном у низу са једним отпором повезаним преко оптерећења." Ово вам омогућава да израчунате количине из компликованог круга као да је то једноставно.

Не заборавите да можете да користите Охмс закон, В = ИР за напон В, Тренутни Ја и отпор Р када се бавимо овим круговима и било којом формулом дигитално-аналогног претварача. Ако знате отпор ДАЦ претварача, за мерење излазног напона или струје можете да користите склоп са ДАЦ конвертором у њему.

АДЦ Архитектуре

Постоје многи популарни АДЦ архитектуре као што су сукцесивни регистар апроксимације (САР), Делта-Сигма (∆∑) и цевоводни претварачи. САР претвара улазни аналогни сигнал у дигитални "држећи" сигнал. То значи претраживање непрекидног аналогног таласног облика путем бинарне претраге која прегледава све могуће нивое квантизације пре проналаска дигиталног излаза за сваку конверзију.

Квантизација је метода мапирања великог низа улазних вредности од непрекидног облика таласа до излазних вредности које су мање у броју. САР АДЦ-ови су обично једноставни за употребу са мањом потрошњом енергије и незнатном тачношћу.

Делта-Сигма дизајнира пронаћи просек узорка током времена који користи као улазни дигитални сигнал. Просјек преко разлике у времену самог сигнала представљен је употребом грчких симбола делта (∆) и сигма (∑), дајући му име. Ова метода АДЦ-а има високу резолуцију и високу стабилност уз малу потрошњу и трошкове енергије.

Напокон, Цевоводни претварачи користите две фазе које га "држе" попут САР метода и сигнала кроз различите кораке, као што су флексибилни АДЦ и пригушивачи. Флеш АДЦ упоређује сваки сигнал улазног напона током малог узорка времена са референтним напоном како би створио бинарни дигитални излаз. Сигнални цевоводи су обично на већој ширини опсега, али са нижом резолуцијом и потребно им је више снаге за покретање.

Дигитално-аналогни претварач ради

Један од широко коришћених ДАЦ дизајна је Р-2Р мрежа. Овде се користе две вредности отпорника с тим да је један двоструко већи од другог. Ово омогућава Р-2Р скалу лако као методу употребе отпорника да пригуше и трансформишу улазни дигитални сигнал и да дигитални аналогни претварач ради.

А бинарни пондерирани отпорник је још један чест пример ДАЦ-а. Ови уређаји користе отпорнике са излазима који се сусрећу код појединачног отпорника који сажима отпор. Значајнији делови улазне дигиталне струје дају већу излазну струју. Више битова ове резолуције омогућиће протоку струје више струје.

Практичне примјене претварача

МП3 и ЦД дискови похрањују аудио сигнале у дигиталним форматима. То значи да се ДАЦ-ови користе у ЦД плејерима и другим дигиталним уређајима који производе звукове попут звучних картица за рачунаре и видео игре. ДАЦ-ови који стварају аналогни линијски излаз могу се користити у појачавачима или чак УСБ звучницима.

Ове апликације ДАЦ-ова обично се ослањају на константни улазни напон или струју како би створили излазни напон и омогућили да дигитални и аналогни претварач ради. Умножавањем ДАЦ-ова могу се користити различити улазни напон или извори струје, али имају ограничења у ширини опсега који могу да користе.