Katika vifaa vya elektroniki, saketi ya DAC ni aina ya mfumo. Ni yeye anayebadilisha mawimbi ya dijitali kuwa analogi.
Kuna saketi kadhaa za DAC. Kufaa kwa programu mahususi hubainishwa na vipimo vya ubora ikijumuisha msongo, kiwango cha juu cha sampuli na vingine.
Ugeuzi wa dijiti hadi-analogi unaweza kuharibu utumaji wa mawimbi, kwa hivyo ni muhimu kutafuta chombo ambacho kina hitilafu ndogo katika suala la utumiaji.
Maombi
DACs kwa kawaida hutumiwa katika vicheza muziki kubadilisha mitiririko ya nambari ya maelezo kuwa mawimbi ya sauti ya analogi. Pia hutumika katika televisheni na simu za mkononi kubadilisha data ya video kuwa mawimbi ya video, mtawalia, ambayo imeunganishwa kwenye viendesha skrini ili kuonyesha picha za monokromatiki au za rangi nyingi.
Ni programu hizi mbili zinazotumia saketi za DAC katika ncha tofauti za maelewano kati ya msongamano na hesabu ya pikseli. Sauti ni aina ya masafa ya chini yenye mwonekano wa juu na video ni lahaja ya masafa ya juu yenye picha ya chini hadi ya kati.
Kwa sababu ya uchangamano na hitaji la vijenzi vilivyolinganishwa kwa uangalifu, DAC zote isipokuwa maalum zaidi hutekelezwa kama saketi zilizounganishwa (ICs). Viungo vya kipekee kwa kawaida ni vya haraka sana, visivyo na azimio la chini, aina za kuokoa nishati ambazo hutumiwa katika mifumo ya rada za kijeshi. Vifaa vya kupima kasi ya juu sana, hasa sampuli za oscilloscope, vinaweza pia kutumia DAC tofauti.
Muhtasari
Toleo la nusu mara kwa mara la DAC ya kawaida isiyochujwa imeundwa ndani ya takriban kifaa chochote, na taswira ya kwanza au kipimo data cha mwisho cha muundo hurahisisha mwitikio wa sauti kuwa mkunjo unaoendelea.
Ikijibu swali: "DAC ni nini?", inafaa kukumbuka kuwa kijenzi hiki hubadilisha nambari dhahania ya usahihi kamili (kawaida ni nambari ya nambari isiyobadilika) kuwa thamani halisi (kwa mfano, voltage au shinikizo). Hasa, ubadilishaji wa D/A mara nyingi hutumiwa kubadilisha data ya mfululizo wa saa kuwa mawimbi halisi yanayoendelea kubadilika.
DAC bora hubadilisha tarakimu dhahania kuwa treni ya dhana ya mipigo, ambayo huchakatwa na kichujio cha uundaji upya, kwa kutumia aina fulani ya ukalimani kujaza data kati ya mipigo. Kawaidakigeuzi cha kivitendo cha dijiti hadi analogi hubadilisha nambari kuwa utendaji thabiti wa kipande unaoundwa na mfuatano wa ruwaza za mstatili ambazo zimeundwa zikishikilia mpangilio wa sufuri. Pia, kujibu swali, "DAC ni nini?" inafaa kuzingatia njia zingine (kwa mfano, kulingana na urekebishaji wa delta-sigma). Huunda pato lililorekebishwa la msongamano wa mapigo ambayo inaweza kuchujwa vile vile ili kutoa mawimbi yanayotofautiana vizuri.
Kulingana na nadharia ya sampuli ya Nyquist-Shannon, DAC inaweza kuunda upya mtetemo asilia kutoka kwa sampuli ya data, mradi eneo lake la kupenya linakidhi mahitaji fulani (kwa mfano, mpigo wa bendi ya msingi yenye msongamano wa chini wa laini). Sampuli ya dijiti inawakilisha hitilafu ya kuhesabu, ambayo inaonekana kama kelele ya kiwango cha chini katika mawimbi iliyoundwa upya.
Mchoro wa utendaji uliorahisishwa wa zana ya biti 8
Inafaa kuzingatia mara moja kwamba muundo maarufu zaidi ni kigeuzi cha kidijitali hadi analogi cha NANO-DAC. DAC ni sehemu ya teknolojia ya hali ya juu ambayo imetoa mchango mkubwa katika mapinduzi ya kidijitali. Kwa mfano, zingatia simu za kawaida za umbali mrefu.
Sauti ya mpigaji simu inabadilishwa kuwa mawimbi ya umeme ya analogi kwa kutumia maikrofoni, kisha mpigo huu unabadilishwa kuwa mkondo wa dijiti pamoja na DAC. Baada ya hayo, mwisho huo umegawanywa katika pakiti za mtandao, ambapo inaweza kutumwa pamoja na data nyingine za digital. Na inaweza isiwe lazima iwe sauti.
Kisha vifurushizinakubaliwa kulengwa, lakini kila mmoja wao anaweza kuchukua njia tofauti kabisa na hata asifikie marudio kwa mpangilio sahihi na kwa wakati sahihi. Data ya sauti ya dijiti kisha hutolewa kutoka kwa pakiti na kukusanywa katika mkondo wa kawaida wa data. DAC hubadilisha hii tena kuwa mawimbi ya umeme ya analogi ambayo huendesha amplifaya ya sauti (kama vile kigeuzi cha Dijitali hadi Analogi cha Real Cable NANO-DAC). Naye, kwa upande wake, huwasha kipaza sauti, ambacho hatimaye hutoa sauti muhimu.
Sauti
Alama nyingi za kisasa za akustika huhifadhiwa kidijitali (km MP3 na CD). Ili kusikika kupitia wasemaji, lazima zigeuzwe kuwa msukumo sawa. Ili uweze kupata kigeuzi cha dijitali hadi analogi cha TV, kicheza CD, mifumo ya muziki dijitali na kadi za sauti za Kompyuta.
DAC maalum zilizojitolea pia zinaweza kupatikana katika mifumo ya hali ya juu ya Hi-Fi. Kwa kawaida huchukua sauti ya kidijitali ya kicheza CD au gari maalum na kubadilisha mawimbi hadi sauti ya analogi ya kiwango cha laini ambayo kisha inaweza kulishwa kuwa kipaza sauti ili kuendesha spika.
Vigeuzi sawa vya D/A vinaweza kupatikana katika safu wima dijitali kama vile spika za USB na kadi za sauti.
Katika programu za Voice over IP, chanzo lazima kwanza kiwe na dijiti kwa ajili ya kusambaza, kwa hivyo kigeuzwe kupitia ADC na kisha kubadilishwa kuwa analogi kwa kutumia DAC kuwasha.chama cha kupokea. Kwa mfano, mbinu hii inatumika kwa baadhi ya vigeuzi vya dijitali hadi analogi (TV).
Picha
Sampuli inaelekea kufanya kazi kwa kiwango tofauti kabisa kwa ujumla, kutokana na mwitikio usio na mstari wa mirija yote miwili ya miale ya cathode (ambayo sehemu kubwa ya utengenezaji wa video za kidijitali imekusudiwa) na jicho la mwanadamu, kwa kutumia curve ya gamma ili kutoa mwonekano wa hatua za mwangaza zilizosambazwa sawasawa juu ya masafa yote yanayobadilika ya onyesho. Kwa hivyo hitaji la kutumia RAMDAC katika programu za video za kompyuta zilizo na azimio la rangi ya kina, ili isiwezekane kuunda dhamana ngumu katika DAC kwa kila kiwango cha matokeo cha kila chaneli (kwa mfano, Atari ST au Sega Genesis ingewezekana. inahitaji 24 kati ya thamani hizi; kadi ya video ya biti 24 ingehitaji 768).
Kwa kuzingatia upotoshaji huu wa asili, si kawaida kwa TV au kiboreshaji cha video kuelezwa kwa ukweli kuwa na uwiano wa utofautishaji wa mstari (tofauti kati ya viwango vyeusi zaidi na vinavyong'aa zaidi) vya 1,000:1 au zaidi. Hii ni sawa na biti 10 za uaminifu wa sauti, hata kama inaweza tu kupokea mawimbi yenye uaminifu wa biti 8 na kutumia paneli ya LCD inayoonyesha biti sita au saba pekee kwa kila kituo. Ukaguzi wa DAC huchapishwa kwa msingi huu.
Ishara za video kutoka chanzo dijitali kama vile kompyuta lazima zibadilishwe hadi fomu ya analogi ikiwa zitaonyeshwa kwenye kifuatilizi. Sawa tangu 2007pembejeo zilitumika mara nyingi zaidi kuliko zile za dijiti, lakini hii imebadilika kwani vionyesho vya paneli bapa vyenye viunganisho vya DVI au HDMI vimeenea zaidi. Hata hivyo, DAC ya video imeundwa ndani ya kicheza video chochote cha dijiti chenye matokeo sawa. Kigeuzi cha sauti cha dijitali hadi analogi kwa kawaida huunganishwa na aina fulani ya kumbukumbu (RAM) ambayo ina majedwali ya kupanga upya kwa ajili ya urekebishaji, utofautishaji na mwangaza wa gamma ili kuunda muundo unaoitwa RAMDAC.
Kifaa ambacho kimeunganishwa kwa mbali kwa DAC ni potentiometer inayodhibitiwa kidijitali inayotumiwa kuchukua mawimbi.
Muundo wa mitambo
Kwa mfano, taipureta ya IBM tayari inatumia DAC isiyo ya mwongozo kuendesha mpira.
Saketi ya kubadilisha fedha ya dijiti-kwa-analogi inaonekana hivi.
Hifadhi ya kiendeshi yenye biti moja huchukua nafasi mbili: moja inapowashwa, nyingine inapozimwa. Usogeaji wa viendesha biti nyingi unaweza kuunganishwa na kupimwa uzito na kifaa bila kusita ili kupata hatua sahihi zaidi.
Ni taipureta ya IBM Selection inayotumia mfumo kama huo.
Aina kuu za vigeuzi vya dijitali hadi analogi
- Kidhibiti cha upana wa mpigo ambapo mkondo thabiti au volteji hubadilishwa kuwa kichujio cha analogi cha pasi ya chini na muda unaobainishwa na msimbo wa kidijitali. Njia hii mara nyingi hutumiwa kudhibiti kasi ya gari na mwanga hafifu wa taa za LED.
- Kigeuzi cha sauti cha dijitali hadi analogi kwa kutumiakupima kupita kiasi au kuingiliana kwa DAC, kama vile zile zinazotumia urekebishaji wa delta-sigma, tumia mbinu ya utofauti wa msongamano wa mapigo. Kasi ya zaidi ya ksample 100 kwa sekunde (k.m. 180 kHz) na msongo wa biti 28 zinaweza kufikiwa kwa kifaa cha delta-sigma.
- Kipengele chenye uzani wa jozi ambacho kina vijenzi tofauti vya umeme kwa kila biti ya DAC iliyounganishwa kwenye sehemu ya majumuisho. Ni yeye anayeweza kuongeza amplifier ya kufanya kazi. Nguvu ya sasa ya chanzo ni sawia na uzito wa biti ambayo inalingana. Kwa hivyo, bits zote zisizo za sifuri za nambari zinaongezwa kwa uzani. Hii ni kwa sababu wana chanzo sawa cha voltage ovyo. Hii ni mojawapo ya mbinu za ugeuzaji haraka sana, lakini si kamilifu. Kwa kuwa kuna tatizo: uaminifu mdogo kutokana na data kubwa inayohitajika kwa kila voltage ya mtu binafsi au sasa. Vipengele vile vya usahihi wa juu ni ghali, hivyo aina hii ya mfano ni kawaida mdogo kwa azimio la 8-bit au hata chini. Kipinga kilichowashwa kina madhumuni ya vigeuzi vya dijiti hadi analogi katika vyanzo vya mtandao sambamba. Matukio ya kibinafsi yameunganishwa kwa umeme kulingana na pembejeo ya dijiti. Kanuni ya uendeshaji wa aina hii ya kubadilisha fedha ya digital-to-analog iko katika chanzo cha sasa kilichobadilishwa cha DAC, ambacho funguo tofauti huchaguliwa kulingana na pembejeo ya nambari. Inajumuisha mstari wa capacitor ya synchronous. Vipengele hivi kimoja huunganishwa au kukatwa kwa kutumia utaratibu maalum (mguu) ambao unapatikana karibu na plagi zote.
- Vigeuzi vya ngazi za dijiti hadi analogitype, ambayo ni kipengele chenye uzani wa binary. Kwa upande wake, hutumia muundo wa kurudia wa maadili ya kupinga yaliyopunguzwa R na 2R. Hii huboresha usahihi kutokana na urahisi wa uundaji wa mbinu ile ile iliyokadiriwa (au vyanzo vya sasa).
- Maendeleo ya mfululizo au DAC ya mzunguko ambayo huunda pato moja baada ya jingine katika kila hatua. Biti za kibinafsi za ingizo dijitali huchakatwa na viunganishi vyote hadi kipengee kizima kihesabiwe.
- Kipima joto ni DAC yenye msimbo ambayo ina kipingamizi sawa au sehemu ya chanzo cha sasa kwa kila thamani inayowezekana ya matokeo ya DAC. Kipimajoto cha 8-bit DAC kitakuwa na vipengele 255, na kipimajoto cha 16-bit DAC kitakuwa na sehemu 65,535. Huu labda ni usanifu wa haraka zaidi na sahihi zaidi wa DAC, lakini kwa gharama ya gharama kubwa. Kwa aina hii ya DAC, viwango vya ubadilishaji vya zaidi ya sampuli bilioni moja kwa sekunde vimefikiwa.
- DACs mseto zinazotumia mchanganyiko wa mbinu zilizo hapo juu katika kigeuzi kimoja. DAC nyingi za IC ni za aina hii kutokana na ugumu wa kupata gharama ya chini, kasi ya juu, na usahihi zote katika kifaa kimoja.
- DAC iliyogawanywa ambayo inachanganya kanuni ya usimbaji wa kipimajoto kwa tarakimu za juu na uzani wa binary kwa vipengee vya chini. Kwa njia hii, maelewano yanafikiwa kati ya usahihi (kwa kutumia kanuni ya uwekaji wa thermometer) na idadi ya vipingamizi au vyanzo vya sasa (kwa kutumia uzani wa binary). Kifaa cha kina kilicho na mara mbilikitendo kinamaanisha kuwa sehemu ni 0%, na muundo ulio na usimbaji kamili wa halijoto una 100%.
Nyingi za DACS kwenye orodha hii hutegemea rejeleo la volteji isiyobadilika ili kuunda thamani yao ya kutoa. Vinginevyo, DAC ya kuzidisha inakubali voltage ya pembejeo ya AC ili kuzibadilisha. Hii inaweka vikwazo vya ziada vya muundo kwenye kipimo data cha mpango wa kupanga upya. Sasa ni wazi kwa nini vigeuzi vya dijitali-kwa-analogi vya aina mbalimbali vinahitajika.
Utendaji
DAC ni muhimu sana kwa utendaji wa mfumo. Sifa muhimu zaidi za vifaa hivi ni azimio linaloundwa kwa ajili ya matumizi ya kigeuzi cha dijitali hadi analogi.
Idadi ya viwango vinavyowezekana vya matokeo ambayo DAC imeundwa kucheza kwa kawaida hubainishwa kama idadi ya biti inazotumia, ambayo ni logariti mbili msingi ya idadi ya viwango. Kwa mfano, DAC ya 1-bit imeundwa kucheza saketi mbili, wakati DAC ya 8-bit imeundwa kucheza saketi 256. Ufungaji unahusiana na idadi ya ufanisi ya bits, ambayo ni kipimo cha azimio halisi lililopatikana na DAC. Azimio huamua kina cha rangi katika programu za video na kasi ya biti ya sauti katika vifaa vya sauti.
Upeo wa marudio
Kupima kasi ya kasi zaidi saketi ya DAC inaweza kufanya kazi na bado kutoa utoaji sahihi huamua uhusiano kati yake na kipimo data cha mawimbi yaliyotolewa sampuli. Kama ilivyoelezwa hapo juu, nadhariaSampuli za Nyquist-Shannon zinahusiana na ishara zisizobadilika na zinazoendelea na madai kwamba mawimbi yoyote yanaweza kutengenezwa upya kwa usahihi wowote kutoka kwa rekodi zake bainifu.
Monotonicity
Dhana hii inarejelea uwezo wa utoaji wa analogi wa DAC kusogea tu upande ambao ingizo la dijitali husogea. Sifa hii ni muhimu sana kwa DAC zinazotumika kama chanzo cha mawimbi ya masafa ya chini.
Jumla ya upotoshaji wa sauti na kelele (THD + N)
Kipimo cha upotoshaji na sauti za nje zinazoletwa na DAC kwenye mawimbi, ikionyeshwa kama asilimia ya jumla ya kiasi cha upotoshaji wa sauti na kelele usiotakikana unaoambatana na mawimbi unayotaka. Hiki ni kipengele muhimu sana kwa programu badilifu na za chini za DAC.
Msururu
Kipimo cha tofauti kati ya ishara kubwa na ndogo zaidi ambazo DAC inaweza kutoa tena, ikionyeshwa kwa desibeli, kwa kawaida huhusiana na mwonekano na kiwango cha kelele.
Vipimo vingine kama vile upotoshaji wa awamu na jita pia vinaweza kuwa muhimu sana kwa baadhi ya programu. Kuna zile (km, utumaji data zisizo na waya, video za mchanganyiko) ambazo zinaweza hata kutegemea kupokea kwa usahihi mawimbi yaliyorekebishwa kwa awamu.
Sampuli ya sauti ya PCM kwa kawaida hufanya kazi katika mwonekano wa kila biti sawa na desibeli sita za amplitudo (kuongeza sauti au usahihi mara mbili).
Usimbaji wa PCM usio na mstari (A-sheria / Μ-law, ADPCM, NICAM) hujaribu kuboresha safu zao tendaji zinazofaa kwa njia mbalimbali -saizi za hatua za logarithmic kati ya viwango vya sauti vya pato vinavyowakilishwa na kila kipande cha data.
Uainishaji wa vigeuzi vya digital-to-analogi
Kuainisha kwa kutofuata mstari kunawagawanya kuwa:
- kutokuwa na mstari tofauti, ambayo inaonyesha jinsi thamani mbili za msimbo jirani zinavyokengeuka kutoka kwa hatua 1 kamili ya LSB.
- Jumla ya kutofuata mstari huonyesha umbali wa usambazaji wa DAC kutoka kwa bora.
Kwa hivyo kipengele kinachofaa kwa kawaida ni mstari ulionyooka. INL inaonyesha ni kiasi gani cha voltage halisi katika thamani fulani ya msimbo hutofautiana na laini hii kwa bati muhimu zaidi.
Boost
Mwishowe kelele huzuiwa na moshi wa mafuta unaozalishwa na viambajengo tulivu kama vile vipingamizi. Kwa programu za sauti na katika halijoto ya kawaida, hii kwa kawaida huwa chini ya 1 µV (microvolt) ya mawimbi nyeupe. Hii inadhibiti utendakazi hadi chini ya biti 20 hata katika DAC za biti 24.
Utendaji katika kikoa cha masafa
Spurious-free dynamic range (SFDR) huonyesha katika dB uwiano wa nguvu za mawimbi kuu iliyogeuzwa kuwa masafa makubwa zaidi yasiyotakikana.
Uwiano wa Kupotosha Kelele (SNDR) huonyesha katika dB sifa ya nishati ya sauti kuu iliyogeuzwa kuwa jumla yake.
Jumla ya upotoshaji wa sauti (THD) ni jumla ya nguvu za HDi zote.
Ikiwa kiwango cha juu zaidi cha hitilafu ya DNL ni chini ya LSB 1, basi kigeuzi cha dijitali hadi analogi kimehakikishiwa.itakuwa sare. Hata hivyo, ala nyingi za monotoniki zinaweza kuwa na DNL ya juu zaidi ya LSB 1.
Utendaji wa kikoa cha wakati:
- Eneo la msukumo wa glitch (nishati ya glitch).
- Kutokuwa na uhakika wa jibu.
- Saa isiyo ya mstari (TNL).
Operesheni Msingi za DAC
Kigeuzi cha analogi hadi dijiti huchukua nambari kamili (mara nyingi nambari ya jozi yenye nukta maalum) na kuibadilisha kuwa kiasi halisi (kama vile volteji au shinikizo). DAC mara nyingi hutumiwa kupanga upya data ya mfululizo wa muda wa usahihi wa kikomo kuwa mawimbi halisi yanayoendelea kubadilika.
Kigeuzi bora cha D/A huchukua nambari dhahania kutoka kwa msururu wa mipigo, ambazo huchakatwa kwa kutumia aina ya ukalimani ili kujaza data kati ya mawimbi. Kigeuzi cha kawaida cha dijiti hadi analogi huweka nambari katika utendakazi usiobadilika wa vipande vipande unaojumuisha mfuatano wa thamani za mstatili, ambao una muundo wa kushikilia kwa mpangilio sifuri.
Kigeuzi hurejesha mawimbi asili ili kipimo data kifikie mahitaji fulani. Sampuli ya dijiti inaambatana na makosa ya quantization ambayo husababisha kelele ya kiwango cha chini. Ni yeye ambaye anaongezwa kwa ishara iliyorejeshwa. Kiwango cha chini cha amplitude ya sauti ya analogi inayoweza kusababisha sauti ya dijiti kubadilika inaitwa the least important bit (LSB). Na kosa (kuzungusha) linalotokea kati ya ishara za analog na dijiti,inaitwa kosa la quantization.
