Konverter Analog Digital DIY:Panduan Lengkap
Tentang Konverter Analog Digital DIY, Menerjemahkan informasi yang disimpan secara digital dari iPod, laptop, atau peralatan audio lainnya ke dalam suara analog yang kita dengar bisa menjadi proyek yang rumit.
Semudah kedengarannya, Anda tidak akan mencapai hasil yang diinginkan tanpa satu komponen utama – DAC.
Meskipun membuat suara Anda lebih baik, konverter digital-analog berkualitas baik akan memungkinkan Anda mendapatkan latar belakang sonik yang lebih baik. Dengan demikian, menciptakan ruang lingkup mendengarkan yang lebih dalam untuk proyek Anda.
Inilah bagian terbaiknya.
Anda tidak perlu membeli DAC; membuat DIY DAC (digital-to-analog converter) murah dan relatif mudah. Plus, Anda dapat melakukannya sendiri dengan beberapa alat dan instrumen.
Namun, jika Anda merasa ini sulit, jangan khawatir. Kami di sini untuk Anda.
Ayo langsung masuk.
Bagaimana Cara Kerja Konverter Digital-Analog
Sebelum kita mempelajari cara kerja DAC, mari kita bahas apa itu konverter digital-analog.
DAC menangkap data digital dari perangkat audio Anda dan mengubahnya menjadi sinyal audio analog saat berhubungan dengan elektronik. Kemudian. Ini mengirimkan sinyal-sinyal ini ke amplifier. Jadi, saat Anda mendengarkan rekaman digital, yang Anda dengar adalah sinyal analog yang dikonversi.
Proses konversi
Sumber:Wiki commons
Namun, berbagai DAC datang dengan kualitas yang berbeda. Misalnya, ponsel cerdas memiliki DAC dasar yang berfungsi cukup baik untuk percakapan tetapi tidak untuk menikmati koleksi musik favorit Anda. Anda akan membutuhkan DAC speaker untuk itu.
Sekarang, kita tahu bahwa DAC memungkinkan kita mendengarkan musik yang disimpan dalam format digital. Namun, apa yang membuat satu konverter digital-ke-analog lebih baik dari yang lain?
Pertama-tama, Anda harus memahami apa yang terjadi di dalam DAC. Insinyur perekaman mengubah sinyal analog menjadi serangkaian angka (sinyal digital). Jadi, jika Anda ingin mendengarkannya, Anda harus mengubah bitstream angka ini kembali ke sinyal analog.
Diagram blok sirkuit DAC
Namun, DAC tidak menggunakan urutan waktu yang konsisten untuk mengonversi bitstream. Dengan demikian, ini menghasilkan apa yang kita kenal sebagai kesalahan pencatatan jam kerja. Jadi, saat memainkan suara ini, kesalahan akan ditampilkan sebagai jitter.
Kegugupan berdampak negatif pada kualitas pemutaran Anda. Dengan kata lain, musik Anda tidak akan terdengar cukup bagus.
Untungnya, DAC tempel (headphone dan speaker) memiliki kemampuan untuk menangani kesalahan pencatatan jam kerja ini. Tidak seperti rekan-rekan mereka—DAC internal.
Port DAC tempel
Jadi, DAC tempel sempurna untuk setiap pengaturan mendengarkan. Contoh perangkat dengan kompatibilitas DAC tempel meliputi komputer desktop dan laptop, sistem stereo rumah, dan ponsel cerdas.
Contoh DAC tempel
Cara Kerja Pengonversi Digital-ke-Analog
Beberapa tahun yang lalu, kami tidak memiliki DAC untuk membuat sinyal analog. Kami pernah menggunakan pita gulungan dan alur rekaman untuk membuat sinyal analog listrik. Namun, DAC kini memungkinkan kita menikmati audio digital yang nyaman dan portabel.
Rekam gulungan dan rekam alur
Begini cara kerjanya:
Pertama, artis menghasilkan trek selama proses perekaman. Mikrofon menangkap suara artis dan instrumen sebagai sinyal input analog.
Selanjutnya, peralatan perekam menggunakan konverter analog-ke-digital (kita akan membahasnya nanti) untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital. Proses ini memungkinkan penyimpanan sinyal ini dengan mudah sebagai file audio digital.
Saat Anda memutar file audio digital, DAC mengubah sinyal kembali menjadi sinyal audio analog.
Akhirnya, DAC mentransfer sinyal output analog yang diubah ke amplifier Anda. Jadi, mengirim musik melalui speaker atau headphone Anda.
Cara Kerja Pengonversi Analog-ke-Digital
Seperti disebutkan sebelumnya, ADC memainkan peran penting dalam proses konversi sinyal digital ke analog. Sirkuit logika digital ADC seperti raspberry Pi dan Arduino untuk mentransmisikan di dunia nyata.
Sinyal analog berasal dari sensor dan sumber berbeda yang mengukur suhu, suara, gerakan, suara, atau cahaya.
Diagram rangkaian konverter analog-ke-digital
Sementara sinyal analog memberikan nilai tegangan referensi yang berbeda dalam jumlah yang tidak terbatas, sirkuit versi digital bekerja dengan sinyal biner dengan hanya status logika, logika tinggi (1) dan logika rendah (0). Oleh karena itu, diperlukan suatu rangkaian elektronika yang dapat menangani konversi ini. Di situlah ADC berperan.
Jadi, ADC menangkap tegangan analog dan menghasilkan kode keluaran digital yang mewakili tegangan analog. Tapi, bagaimana cara kerjanya?
ADC mengikuti urutan selama konversi. Pertama, ia mengambil sampel sinyal analog dan mengkuantifikasinya untuk menentukan resolusinya. Terakhir, ia menetapkan nilai biner dan mentransfernya sebagai sinyal keluaran digital ke sistem—untuk dibaca. Dua aspek penting dari proses ini adalah resolusi dan laju pengambilan sampel.
Cara Membuat Konverter Digital-ke-Analog
Karena mikrokontroler hanya membaca sinyal digital, berbagai model dilengkapi dengan ADC. Tapi, ada beberapa dengan DAC. Jadi, kami akan menunjukkan cara membuat konverter digital-ke-analog yang mudah dengan bahan yang mudah didapat. Selain itu, Anda dapat dengan mudah memperluasnya ke bit resolusi tak terbatas.
Langsung saja berikut langkah-langkahnya:
Langkah 1:Kumpulkan Materi Anda
Anda dapat memesan set bahan atau mengumpulkannya sendiri. Anda akan membutuhkan papan sirkuit cetak, resistor, kapasitor, dioda, dan papan XMOS.
Langkah 2:Instal Komponen Anda
Hal pertama yang perlu Anda instal untuk proyek ini adalah resistor dan kapasitor pada PCB Anda. Pasang resistor 470-ohm Anda, diikuti oleh kapasitor Anda. Namun, Anda harus memasang kapasitor terbesar sebelum memasang yang lain sesuai dengan tanda di papan.
Juga, pastikan Anda menyolder resonator kuarsa Anda. Kedua, pasang dioda Anda dalam satu arah—agar Anda tidak membuat kesalahan. Terakhir, pasang konektor sesuai dengan tanda pada PCB.
Langkah 3:Hubungkan Papan XMOS Anda
Jika Anda ingin DAC Anda memiliki input SPDIF dan USB, Anda harus membeli kartu khusus (papan XMOS). Jadi, setelah Anda membeli kartu XMOS, pasang dengan semua konektor dan rak pemasangan yang diperlukan.
Papan XMOS
Catatan:komponen ini disertakan dengan kit.
Jika Anda mengalami masalah dalam langkah ini, itu mungkin kapasitor Anda. Coba ganti lokasi kapasitor yang lebih kecil. Itu akan menyelesaikan masalah.
Langkah 4:Pasang Papan Kontrol dan Tampilan Anda
DAC memiliki berbagai input yang dapat dialihkan dan mode operasi yang berbeda; itu membutuhkan kontrol dan papan display. Anda dapat menemukan komponen ini dalam kit. Selanjutnya, ikuti instruksi pada PCB untuk memasang kontrol dan papan display Anda. Terakhir, sambungkan kabel dan layar, dan sirkuit Anda selesai.
Langkah 5:Pengujian Pertama
Lakukan pengujian pertama Anda di sirkuit dan pastikan semuanya bekerja dengan baik. Jika pemeriksaan pertama Anda menunjukkan semuanya berfungsi dengan baik, Anda siap melakukannya.
Langkah 6:Pilih Transformator Anda
Anda memerlukan tiga catu daya yang diatur untuk papan Anda:2 × 15 volt, 9-12 volt, dan 9-12 volt. Gulungan 2x15 terdiri dari 9-12 volt dengan ketukan dari tengah. Di sisi lain, dua transformator 9-12 volt memiliki belitan independen. Karena konsumsi papan kurang, Anda hanya membutuhkan sekitar 5-10 watt.
Langkah 7:Bangun Casing Anda
Sekarang setelah suplai dan sirkuit Anda siap, selanjutnya adalah housing. Anda dapat menggunakan kasing dari penerima satelit atau peralatan lain yang sesuai dengan sirkuit Anda. Namun, memasang papan di dalam casing mungkin memerlukan beberapa pekerjaan mekanis.
Casing yang berbeda
Jika Anda tidak dapat menemukan casing apa pun untuk papan Anda, Anda dapat membeli versi yang sudah jadi secara online—sebagai alternatif.
Langkah 8:Pasang Panel Depan Anda
Anda mungkin mengalami masalah kecil saat memasang indikator panel depan. Selain itu, ini juga memerlukan beberapa pekerjaan mekanis untuk diperbaiki.
Langkah 9:Perakitan Akhir
Bangun catu daya Anda dengan papan sirkuit, dua transformator (-15 +15 volt untuk yang pertama, dan dua belitan 12 volt untuk yang kedua). Terakhir, instal semua yang ada di casing Anda.
Langkah 10:Penyiapan Akhir
Tempatkan output untuk headphone dan pasang amplifier kelas A untuk headphone di dalam casing.
Penguat
Selain itu, jika Anda berencana menggunakan perangkat dengan koneksi USB, Anda harus mengunduh driver dan menginstalnya dengan benar.
Catatan:Anda dapat meningkatkan DAC dengan melakukan eksperimen dan mengganti kapasitor dan amplifier. Namun, jika peningkatan ini tidak menunjukkan hasil yang lebih baik, kembalikan ke komponen asli.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Proses Konversi
Tidak semua konversi memerlukan waktu penghitungan yang sama. Beberapa mungkin perlu lebih tinggi, sementara yang lain mungkin membutuhkan waktu hitungan yang lebih rendah. Waktu konversi tipikal adalah 4,1 ms/2 -=2,05 ms. Ini bisa menjadi nilai yang baik.
Namun, nilainya akan menghasilkan 2 x 244 =488, yang berarti rata-rata 488 konversi.
Jadi, clock rate yang lebih lambat sama dengan lebih sedikit konversi per detik. Selain itu, pengonversi dengan resolusi rendah (jumlah tahapan penghitungan lebih sedikit) akan memiliki rasio konversi yang lebih tinggi.
Satu lagi faktor yang mempengaruhi proses konversi adalah akurasi. Keakuratan komparator menentukan presisi konverter.
Kata Akhir
Konverter digital-ke-analog merupakan komponen penting pada semua perangkat audio. Sebagian besar perangkat ini perlu berkomunikasi dengan dunia nyata. Dengan demikian, mereka perlu mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog.
Selain itu, Anda dapat menggunakan empat jenis DAC untuk proyek Anda, termasuk DAC delta-sigma, DAC resistor berbobot biner, DAC tersegmentasi, dan DAC tangga biner.
Itu merangkum semua yang perlu Anda ketahui tentang konverter digital-ke-analog. Jika Anda memiliki pertanyaan, jangan ragu untuk menghubungi kami. Kami akan dengan senang hati membantu.