một loại bộ chuyển đổi điện tử, các tín hiệu thường được chia thành hai loại tín hiệu điện tử và mô phỏng. mỗi điện thoại có một loại ứng dụng khác nhau. Ví dụ, các thiết bị điện tử mô phỏng như các công tắc điện và các máy khuếch đại tính toán sử dụng các tín hiệu mô phỏng. Ngược lại, các tín hiệu kỹ thuật số được tìm thấy trong các thiết bị điện tử kỹ thuật số như các bộ xử lý vi, bộ điều khiển vi, khởi động, cửa logic v. v…
để thực hiện tốt hơn các chức năng của hai tín hiệu, bạn luôn cần phải chuyển đổi hai tín hiệu từ một dạng thức sang dạng thức khác để tăng cường chức năng của cả hai tín hiệu. vì vậy, chúng tôi sử dụng một trình chuyển đổi số-một (adc) hoặc một trình chuyển đổi số-một.
Hôm nay, chúng tôi tập trung vào bộ chuyển đổi analog-digit (DAC), cũng được gọi là D / A hoặc D2A.
DAC là gì?
DAC (Digital-Analog Converter) là một IC chuyển đổi các giá trị số dưới dạng mã số thành điện áp/ dòng mô phỏng. Thông thường, các máy tính sử dụng DAC để hiểu các thao tác mô phỏng của các thiết bị kỹ thuật số khác như điện thoại di động.
(Một bộ chuyển đổi số-một)
DAC hoạt động như thế nào?
chúng ta sẽ nói về ý tưởng sử dụng micrô để ghi âm qua máy tính.
Trong trường hợp này, tín hiệu âm thanh/ giọng nói là một biến vật lý cần được dạng thức số trước khi nó được ghi lại vào máy tính. vì vậy, chúng tôi sẽ sử dụng một bộ chuyển đổi số học.
(Tiếng microphone).
Sau này, nếu bạn muốn phát âm thanh được ghi lại qua loa, bạn sẽ sử dụng DAC. nó chuyển đổi tín hiệu kỹ thuật số thành tín hiệu analog.
Kiểu DAC
mạch chuyển đổi mô-đun số cân bằng nhị phân
bạn cần một nguồn điện hoặc một khức độ để chuyển đổi mỗi bit đầu vào số trong dac. điện trở được kết nối với các điểm kết hợp và đầu vào. thông qua mạch khuếch đại, bạn sẽ tạo ra đầu ra.
bản đồ mạch điện tử có trọng số nhị phân
từ biểu đồ trên, chúng ta có thể nhận thấy những điều sau:
Trước tiên, các cấu phần hiện có bao gồm một máy khuếch đại tính toán, một điều chức phản hồi và bốn điều chức khác được kết nối với đầu vào của máy khuếch đại tính toán.
điện trở của bộ khuếch đại là điện trở biến đổi.
chúng tôi sẽ sử dụng công thức dưới đây để có được điện áp đầu ra của mạch rộng rộng.
V
o
♪ It’s all right ♪
R
(Tiến sĩ + C2R + B4R + A8R)
vì vậy;
Các chữ cái D, C, B và A là đầu vào số với các giá trị khác nhau. A nằm ở LSB, và D nằm ở MSB.
V = Output analog voltage
các mạch chuyển đổi dạng nhị phân hoặc r-2 r
DAC nhị phân có hai giá trị điện trở 2R và R. Tuy nhiên, dung tích ký sinh có xu hướng làm giảm tốc độ chuyển đổi.
ngoài ra, các bit đầu vào điều khiển một bộ gia tăng tính toán đảo ngược một công tắc giữa đầu vào và đất. Sau khi thông tin nhị phân đi vào điện trở (2R), bạn sẽ nhận được đầu ra ở dưới cùng của bậc thang nhị phân.
một bản vẽ mạch điện tử r-2 r
công thức để có được điện áp đầu ra nhị phân như sau:
V
o
♪ It’s all right ♪
R
× (D2R + C4R + B8R + A16R)
Kiểu DAC-DAC phân đoạn
một dc phân phối là một dc được thiết kế dựa trên các đặc điểm thiết kế hiệu năng. nó là sự kết hợp của hai hoặc nhiều dcs, vì nó không cần thiết kế. Ví dụ, bạn kết hợp DAC mã hóa nhiệt độ với DAC số cân bằng nhị phân và sau đó chia mã nhập nhập thành hai đoạn.
bộ chuyển đổi mô-đun phân đoạn
cấu trúc cân bằng nhị phân được sử dụng cho lsb, trong khi mã hóa nhiệt độ dac được sử dụng cho msb. Bằng cách này, bạn sẽ có một con chip nhỏ.
ngoài ra, kích thước của bộ mã hóa cũng tăng khi số lượng các bit được nhập vào. vì vậy, bạn sẽ cần nhiều kết nối và trao đổi.
loại dac–delta-dac
Delta-SIGMA DAC là DAC chính xác nhất và nhanh nhất cho đến nay. nó cũng bao gồm các khối khác nhau được liệt kê dưới đây;
vâng. Nó giảm thời gian lấy mẫu và tăng tốc độ lấy mẫu, tăng tốc độ lấy mẫu lên 4 lần. các dữ liệu bộ lọc sau đó được sử dụng như đầu vào để điều khiển mô-đun.
… bộ điều chỉnh hoạt động như một bộ lọc thông qua thấp cho tín hiệu đầu vào và một bộ lọc thông qua cao để định lượng tiếng ồn.
Mỗi bit được chuyển đổi từ mẫu kỹ thuật số sang mô hình mô phỏng để tăng cường thêm.
vâng. ở đây, mô-đun này lọc đầu ra và tạo ra tín hiệu mô phỏng.
Trình chuyển đổi dạng thức δ-σ
Lợi thế và nhược điểm của DAC
lợi thế
đầu tiên, bạn có thể sử dụng nó để đạt được độ chính xác và độ phân giải cao.
sau đó bạn có thể dễ dàng thực hiện nó.
Cuối cùng, một trong những kiểu DAC (các mạch điện cứng được cân bằng) là một loại mạch chuyển đổi nhanh hơn các phương pháp chuyển đổi khác.
Kiểu DAC – Nhược điểm
điện trở số nhị phân có thể tạo ra một lượng điện cao.
thứ hai, điện trở trong mạch điện có thể dẫn đến phi tuyến tính, sai lệch và lỗi tăng.
Một số loại mạch DAC có thể yêu cầu một số bộ phận bổ sung, điều này không thực sự phù hợp. Tuy nhiên, cũng có một số chip DAC riêng biệt có thể liên lạc với các bộ vi điều khiển qua I2C và SPI.
Ngoài ra, có sự chậm trễ của bộ chuyển đổi thang máy R-2R vì mạch điện cần được chuyển đổi theo đầu vào.
Mặc dù là chính xác, bạn không thể tạo ra các giá trị nối tiếp liên tục vì số nhị phân quyết định các bước điện áp.
cuối cùng, trong dac, mỗi đầu vào phải có cùng mức điện áp. nói cách khác, một bộ chuyển đổi 4 bit cần 4 điện trở.
các kiểu dac-sử dụng dac như thế nào?
Bạn sẽ thường gặp DAC nhúng vào một bộ điều khiển hoặc được sử dụng như một mạch tích hợp riêng biệt. Các ví dụ thông thường của IC DAC bao gồm DAC0808, DAC0832 và DAC7715.
Trong phần này, chúng tôi sẽ sử dụng MCP4725 DAC IC để hiểu rõ hơn cách sử dụng DAC. Bởi vì nó hoạt động với Arduino, nó rất dễ dàng để tìm thư viện và tài liệu của nó.
Các loại DAC – Các thuộc tính của MCP 4725 DAC IC
đầu tiên, nó sử dụng một gói sot23-6. đóng gói gọn gàng để tiết kiệm không gian lưu trữ.
nó hoạt động tốt với giao diện giao tiếp i 2 c. vì vậy, nó chỉ sử dụng hai chuỗi đồng hồ và chân dữ liệu nối tiếp. trong khi đó, tốc độ có thể nằm trong phạm vi từ 100 kHz đến 3. 4 mhz
Ngoài ra, khi sử dụng nhiều thiết bị, bạn có thể thay đổi chân địa chỉ i2C bằng cách nối chân địa chỉ i2C vào GND hoặc VCC.
Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, nó có độ phân giải 12 bit tốt hơn so với 8 bit của Arduino. Dưới điện áp nguồn 5V, mỗi số nhị phân được chuyển đổi thành điện áp 1.22mV, tức là 5V / (212).
Ứng dụng DAC
bạn có thể sử dụng dcs trong các ứng dụng sau:
máy đo tiềm năng số,
hệ thống thu thập dữ liệu kỹ thuật số,
xử lý tín hiệu kỹ thuật số như chỉnh sửa âm thanh
các bộ điều khiển điện tử.
kết luận
tóm lại, dac chắc chắn là thành phần then chốt để kết nối tín hiệu analog và tín hiệu kỹ thuật số. vì vậy, chúng thường được thực hiện kết nối giữa các máy bằng cách chuyển đổi các số nhị phân thành các mức điện áp riêng biệt.
Xin liên lạc với chúng tôi nếu bạn có bất cứ câu hỏi nào hoặc cần được giải thích.