Jenis Dasar DAC： pada ICS Konverter Digital ke Analog

Jenis DAC, Sinyal umumnya diklasifikasikan ke dalam kelompok besar, sinyal digital dan sinyal analog. Dan untuk setiap panggilan, ada berbagai jenis aplikasi. Misalnya, elektronik analog seperti sakelar daya dan penguat operasional menggunakan sinyal analog. Sebaliknya, sinyal digital dalam elektronik digital seperti mikroprosesor, mikrokontroler, sandal jepit, gerbang logika, di antara beberapa.

Untuk fungsionalitas yang lebih baik dari kedua sinyal, selalu ada kebutuhan untuk mengubah kedua sinyal dari satu bentuk ke bentuk lainnya untuk fungsionalitas yang lebih baik dari kedua tanda. Jadi, kami menggunakan Analog to Digital Converter (ADC) atau Digital to Analog Converter.

Hari ini, fokus kami adalah konverter digital ke analog (DAC), juga dikenal sebagai D/A atau D2A.

Apa itu DAC (Digital to Analog Converter)?

DAC (Digital to Analog Converter) adalah IC yang mengubah nilai digital berupa kode-kode digital menjadi tegangan/arus analog. Seringkali, komputer menggunakan DAC untuk memahami operasi analognya oleh perangkat digital lain seperti ponsel.

(beberapa konverter digital ke analog)

Bagaimana Cara Kerja DAC?

Kami akan konsep menggunakan mikrofon untuk merekam audio melalui komputer.

Dalam keadaan seperti itu, sinyal audio/ucapan adalah variabel fisik yang memerlukan format digital sebelum merekam di komputer. Oleh karena itu, kami akan menggunakan konverter Analog ke Digital.

(mikropon).

Kemudian, jika Anda ingin memutar audio yang direkam melalui speaker, Anda akan menggunakan DAC. Ini akan mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog.

Jenis DAC

Rangkaian Konverter D/A Resistor Tertimbang Biner

Anda memerlukan sumber arus atau resistor untuk mengonversi setiap bit input digital di DAC ini. Resistor memiliki koneksi melintasi titik penjumlahan dan input. Dan melalui rangkaian penguat penjumlahan, Anda akan menghasilkan output.

Diagram sirkuit DAC berbobot biner

Dari diagram di atas, dapat kita perhatikan hal berikut;

• Pertama, komponen yang ada meliputi penguat operasional, resistor umpan balik, dan empat resistor lainnya yang terhubung di terminal input op-amp.
• Resistor di terminal op-amp adalah resistor variabel.

Kami akan menggunakan persamaan di bawah ini untuk mendapatkan tegangan output dari rangkaian penguat penjumlahan.

V _o =–R (DR+ C2R +B4R+ A8R)

Karena itu;

Huruf D, C, B, dan A adalah input digital dengan nilai yang berbeda. A di LSB, sedangkan D di MSB.

V =Tegangan analog keluaran

Tangga biner atau tangga R–2R Rangkaian Konverter D/A

Sebuah tangga biner DAC memiliki dua nilai resistor, 2R dan R. Namun, kecepatan konversinya sering berkurang karena kapasitansi parasit.

Selanjutnya, bit input mengontrol sakelar antara input pembalik dan ground op-amp. Setelah informasi biner masuk ke resistor (2R), Anda akan mendapatkan output di bagian bawah tangga biner.

Diagram sirkuit dari R-2R Ladder DAC

Rumus untuk mendapatkan tegangan keluaran dari tangga biner adalah sebagai berikut;

V _o =–R × (D2R+ C4R +B8R+ A16R)

Jenis DAC– DAC tersegmentasi

DAC tersegmentasi adalah jenis DAC yang desainnya mendasarkan spesifikasinya pada kinerja. Ini adalah kombinasi dari dua atau lebih DAC karena tidak memerlukan arsitektur. Misalnya, Anda akan menggabungkan DAC berkode termometer dengan DAC berbobot biner, lalu memisahkan kode biner input menjadi dua segmen.

Konverter Digital ke Analog tersegmentasi

Struktur berbobot biner akan bekerja di LSB sementara DAC berkode termometer berlaku di MSB. Dengan cara itu, Anda akan memiliki chip yang ringkas.

Selain itu, saat bit input meningkat, ukuran encoder bertambah. Oleh karena itu, Anda akan membutuhkan lebih banyak interkoneksi dan sakelar.

Jenis DAC– DAC Delta-Sigma

DAC delta-sigma sejauh ini merupakan yang paling tepat dan tercepat. Ini juga terdiri dari blok yang berbeda seperti yang tercantum di bawah ini;

• Interpolasi filter . Ini mengurangi waktu pengambilan sampel sambil meningkatkan laju sampel, meningkatkan frekuensi pengambilan sampel empat kali lipat. Data filter kemudian sampai ke blok modulator sebagai input.
• Delta –sigma modulator . Modulator berfungsi sebagai low-pass filter untuk sinyal input dan high-pass filter untuk kuantisasi noise.
• 1 –Sedikit DAC . Setiap bit diubah dari sampel digital ke bentuk analog untuk amplifikasi tambahan.
• Analog keluaran filter . Di sini, blok menyaring keluaran DAC dan kemudian menghasilkan sinyal analog.

DAC Delta-sigma

Keuntungan dan Kerugian DAC

Keuntungan

• Pertama, Anda dapat mencapai akurasi dan resolusi tinggi dengannya.
• Kemudian, Anda dapat menerapkannya dengan mudah.
• Terakhir, salah satu jenis DAC, yaitu rangkaian resistor berbobot, adalah rangkaian konversi cepat dibandingkan dengan metode konversi lainnya.

Jenis DAC– Kerugian

• Resistor berbobot biner memancarkan disipasi daya tinggi.
• Kedua, resistor di sirkuit dapat menyebabkan non-linearitas, kesalahan offset, dan kesalahan penguatan.
• Beberapa jenis sirkuit DAC mungkin memerlukan beberapa komponen lain, yang tidak praktis. Namun, tersedia chip DAC diskrit yang dapat menggunakan mikrokontroler melalui I2C dan SPI untuk berkomunikasi.
• Juga, ada penundaan pada konverter tangga R-2R karena sirkuit memerlukan pengalihan tergantung pada inputnya.
• Meskipun akurat, menghasilkan nilai tegangan kontinu menjadi tidak mungkin karena bilangan biner menentukan langkah tegangan.
• Terakhir, Anda harus memiliki level tegangan yang sama untuk setiap input dalam DAC resistor berbobot. Artinya, dan Anda memerlukan empat resistor untuk konverter 4-bit.

Jenis DAC– Bagaimana cara menggunakan DAC?

Anda akan sering menemukan DAC tertanam ke dalam mikrokontroler atau digunakan sebagai sirkuit terintegrasi terpisah, dengan yang terakhir lebih umum. Contoh umum dari IC DAC termasuk DAC0808, DAC0832, DAC7715, antara lain.

Untuk segmen ini, kita akan menggunakan IC DAC MCP4725 untuk lebih memahami cara menggunakan DAC. Dan karena ini bekerja bersama dengan Arduino, mudah untuk menemukan perpustakaan dan dokumentasinya.

Jenis DAC–Fitur IC DAC MCP4725

• Pertama dan terpenting, kemasannya tersedia dalam paket SOT23-6. Kekompakan paket menghemat ruang penyimpanan.
• Ini bekerja dengan baik dengan antarmuka komunikasi i2C. Oleh karena itu, hanya akan menggunakan dua jam serial dan pin data serial. Pada saat yang sama, kecepatan dapat memiliki kisaran antara 100kHz dan 3,4MHz.
• Selanjutnya, Anda dapat mengubah pin alamat i2C dengan menghubungkannya ke GND atau Vcc saat menggunakan beberapa perangkat.
• Terakhir, ia memiliki resolusi 12-bit yang lebih baik daripada resolusi 8-bit Arduino. Dengan tegangan suplai 5V, setiap konversi digit biner menjadi tegangan 1,22mV, yaitu 5V/ (212).

Aplikasi DAC

Anda dapat menggunakan DAC di aplikasi berikut;

• Potensiometer digital,
• Sistem akuisisi data digital,
• Pemrosesan sinyal digital seperti dalam pengeditan audio, dan
• Suplai daya digital untuk mikrokontroler.

Kesimpulan

Untuk menyimpulkan, DAC tidak diragukan lagi merupakan komponen penting yang menghubungkan sinyal analog dan digital. Untuk alasan itu, mereka memungkinkan koneksi antar mesin secara umum dengan mengubah hitungan biner ke level tegangan diskrit.

Untuk pertanyaan atau klarifikasi, hubungi kami.