Электроникийн хувьд DAC хэлхээ нь нэг төрлийн систем юм. Тэр л дижитал дохиог аналог болгон хувиргадаг.
Хэд хэдэн DAC хэлхээ байдаг. Тодорхой хэрэглээнд тохирох эсэхийг нягтрал, түүврийн дээд хэмжээ болон бусад үзүүлэлтүүдээр тодорхойлно.
Дижиталаас аналог руу хөрвүүлэх нь дохионы илгээлтийг доройтуулж болзошгүй тул хэрэглээний хувьд бага зэргийн алдаатай хэрэгслийг олох шаардлагатай.
Програмууд
DAC-уудыг ихэвчлэн хөгжим тоглуулагчид мэдээллийн тоон урсгалыг аналог аудио дохио болгон хувиргахад ашигладаг. Эдгээрийг мөн телевизор болон гар утсанд видео өгөгдлийг видео дохио болгон хувиргахад ашигладаг бөгөөд эдгээр нь монохромат эсвэл олон өнгийн зургийг харуулах дэлгэцийн драйверуудтай холбогддог.
Энэ хоёр программ нь нягтрал болон пикселийн тооны хоорондох тохиролын эсрэг талын төгсгөлд DAC хэлхээг ашигладаг. Аудио нь өндөр нягтаршилтай бага давтамжийн төрөл бөгөөд видео нь бага болон дунд дүрс бүхий өндөр давтамжийн хувилбар юм.
Нарийн төвөгтэй байдал, нарийн тохирсон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хэрэгцээ шаардлагаас шалтгаалан хамгийн нарийн мэргэжлийн DAC-аас бусад нь нэгдсэн хэлхээ (IC) хэлбэрээр хэрэгждэг. Дискрет холбоосууд нь ихэвчлэн цэргийн радарын системд ашиглагддаг маш хурдан, бага нарийвчлалтай, эрчим хүч хэмнэдэг төрөл юм. Маш өндөр хурдны туршилтын төхөөрөмж, ялангуяа дээж авах осциллографууд мөн салангид DAC ашиглаж болно.
Тойм
Ердийн шүүлтүүргүй DAC-ийн хагас тогтмол гаралт нь бараг бүх төхөөрөмжид суурилагдсан бөгөөд дизайны эхний зураг эсвэл эцсийн зурвасын өргөн нь давтамжийн хариуг тасралтгүй муруй болгон жигдрүүлдэг.
“DAC гэж юу вэ?” гэсэн асуултад хариулахдаа энэ бүрэлдэхүүн хэсэг нь хийсвэр нарийвчлалтай (ихэвчлэн хоёртын тогтмол цэгийн цифр) физик утга (жишээлбэл, хүчдэл эсвэл хүчдэл) болгон хувиргадаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. даралт). Ялангуяа D/A хөрвүүлэлтийг ихэвчлэн хугацааны цувааны өгөгдлийг тасралтгүй өөрчлөгддөг физик дохио болгон өөрчлөхөд ашигладаг.
Хамгийн тохиромжтой DAC нь хийсвэр цифрүүдийг импульсийн концепцийн цуваа болгон хувиргаж, дараа нь импульсийн хоорондох өгөгдлийг дүүргэхийн тулд интерполяцийн зарим хэлбэрийг ашиглан сэргээн босгох шүүлтүүрээр боловсруулдаг. Энгийнпрактик дижитал-аналог хувиргагч нь тоонуудыг тэг дарааллаар үүсгэсэн тэгш өнцөгт хэлбэрийн дарааллаас бүрдэх тогтмол функц болгон өөрчилдөг. Мөн “DAC гэж юу вэ?” гэсэн асуултад хариулж байна. бусад аргуудыг тэмдэглэх нь зүйтэй (жишээлбэл, дельта-сигма модуляц дээр үндэслэсэн). Тэд импульсийн нягтралын модуляцлагдсан гаралтыг бий болгодог бөгөөд үүнийг ижилхэн шүүж, жигд өөрчлөгддөг дохио үүсгэх боломжтой.
Nyquist-Shannon-ийн түүвэрлэлтийн теоремын дагуу DAC нь нэвтрэлтийн бүс нь тодорхой шаардлагыг хангасан тохиолдолд (жишээлбэл, шугамын нягтрал багатай суурь зурвасын импульс) түүвэрлэсэн өгөгдлөөс анхны чичиргээг сэргээж чадна. Дижитал түүвэр нь сэргээн босгосон дохионд бага түвшний шуугиан мэт харагдах квантчлалын алдааг илэрхийлнэ.
8 битийн хэрэгслийн хялбаршуулсан функцийн диаграм
Хамгийн алдартай загвар бол Real Cable NANO-DAC дижитал-аналог хувиргагч гэдгийг нэн даруй тэмдэглэх нь зүйтэй. DAC нь дижитал хувьсгалд чухал хувь нэмэр оруулсан дэвшилтэт технологийн нэг хэсэг юм. Жишээ болгохын тулд ердийн алсын зайн утасны дуудлагуудыг авч үзье.
Дуудлагын дуу хоолойг микрофон ашиглан аналог цахилгаан дохио болгон хувиргаж, дараа нь энэ импульсийг DAC-ийн хамт дижитал урсгал болгон өөрчилдөг. Үүний дараа сүүлийнх нь сүлжээний пакетуудад хуваагдаж, бусад тоон мэдээллийн хамт илгээгдэх боломжтой. Мөн энэ нь аудио байх албагүй.
Дараа нь багцзорьсон газартаа хүлээн авдаг боловч тус бүр нь огт өөр замаар явж, зөв дараалал, зөв цагт хүрэх газартаа ч хүрч чадахгүй байж болно. Дараа нь дижитал дуут өгөгдлийг пакетуудаас гаргаж аваад нийтлэг мэдээллийн урсгалд нэгтгэдэг. DAC нь үүнийг дахин аналог цахилгаан дохио болгон хувиргадаг бөгөөд энэ нь аудио өсгөгчийг (жишээ нь, бодит кабель NANO-DAC дижитал-аналог хөрвүүлэгч) хөдөлгөдөг. Тэгээд тэр эргээд чанга яригчийг идэвхжүүлж, эцэст нь шаардлагатай дууг гаргадаг.
Аудио
Орчин үеийн ихэнх акустик дохиог дижитал хэлбэрээр (жишээ нь MP3 болон CD) хадгалдаг. Чанга яригчаар дамжуулан сонсохын тулд тэдгээрийг ижил төстэй импульс болгон хувиргах ёстой. Тиймээс та ТВ, CD тоглуулагч, дижитал хөгжмийн систем, компьютерийн дууны карт зэрэгт дижитал-аналог хөрвүүлэгч олох боломжтой.
Зориулалтын бие даасан DAC-уудыг өндөр чанарын Hi-Fi системээс олж болно. Тэд ихэвчлэн тохирох CD тоглуулагч эсвэл зориулалтын тээврийн хэрэгслийн дижитал гаралтыг авч дохиог шугамын түвшний аналог гаралт болгон хувиргаж, дараа нь чанга яригчийг жолоодох өсгөгч болгон тэжээдэг.
Ижил төрлийн D/A хөрвүүлэгчийг USB чанга яригч, дууны карт зэрэг дижитал баганаас олж болно.
Voice over IP программуудад эх сурвалжийг дамжуулахын тулд эхлээд дижитал хэлбэрт оруулах ёстой тул ADC-ээр хөрвүүлж, дараа нь DAC ашиглан аналог руу хөрвүүлдэг.хүлээн авагч тал. Жишээлбэл, энэ аргыг зарим тоон-аналог хувиргагчид (ТВ) ашигладаг.
Зураг
Түүвэрлэлт нь катодын цацрагийн хоолой (дижитал видео үйлдвэрлэлийн дийлэнх нь зориулагдсан байдаг) болон хүний нүд хоёулангийнх нь шугаман бус хариу урвалаас шалтгаалж ерөнхийдөө огт өөр масштабаар ажиллах хандлагатай байдаг. гамма муруй нь дэлгэцийн бүх динамик мужид жигд тархсан гэрэлтүүлгийн алхмуудын харагдах байдлыг хангах. Иймээс RAMDAC-ийг өнгөний нягтралтай компьютерийн видео программуудад ашиглах хэрэгцээ гарч ирсэн бөгөөд ингэснээр суваг бүрийн гаралтын түвшин бүрийн хувьд DAC-д хатуу кодлогдсон утгыг бий болгох нь боломжгүй юм (жишээлбэл, Atari ST эсвэл Sega Genesis). Эдгээр утгуудын 24 нь шаардлагатай; 24 битийн видео картанд 768 хэрэгтэй.
Энэхүү төрөлхийн гажуудлыг харгалзан үзэхэд ТВ эсвэл видео проекторын шугаман тодосгогч харьцаа (хамгийн бараан ба хамгийн тод гаралтын түвшний ялгаа) 1,000:1 ба түүнээс дээш байна гэж үнэнээр хэлэх нь ердийн зүйл биш юм. Энэ нь зөвхөн 8 битийн үнэнч дохиог хүлээн авч, нэг суваг бүрт зургаа, долоон бит л харуулах LCD самбар ашиглаж байсан ч 10 бит дууны үнэнч байдалтай тэнцэнэ. Үүний үндсэн дээр DAC тоймыг нийтэлдэг.
Компьютер гэх мэт дижитал эх сурвалжаас ирсэн видео дохиог монитор дээр харуулах бол аналог хэлбэрт хөрвүүлэх шаардлагатай. 2007 оноос хойш ижил төстэйоролтыг дижиталаас илүү олон удаа ашигладаг байсан ч DVI эсвэл HDMI холболттой хавтгай дэлгэцүүд түгээмэл болсон тул энэ нь өөрчлөгдсөн. Гэсэн хэдий ч видео DAC нь ижил гаралттай аливаа дижитал видео тоглуулагчид суурилагдсан байдаг. Дижитал-аналог аудио хөрвүүлэгч нь ихэвчлэн RAMDAC нэртэй бэхэлгээ үүсгэхийн тулд гамма залруулга, тодосгогч, тод байдлыг өөрчлөх хүснэгтүүдийг агуулсан ямар нэгэн санах ойтой (RAM) нэгтгэгддэг.
DAC-д алсаас холбогдсон төхөөрөмж нь дохиог хүлээн авахад ашигладаг дижитал удирдлагатай потенциометр юм.
Механик дизайн
Жишээ нь, IBM Selectric бичгийн машин бөмбөг жолоодохын тулд аль хэдийн гарын авлагын бус DAC ашигладаг.
Дижитал-аналог хувиргагч хэлхээ иймэрхүү харагдаж байна.
Нэг битийн механик хөтөч нь хоёр байрлалтай: нэг нь асаалттай, нөгөө нь унтарсан үед. Олон тооны нэг бит идэвхжүүлэгчийн хөдөлгөөнийг төхөөрөмж эргэлзэлгүйгээр нэгтгэж, жинлүүлж, илүү нарийвчлалтай алхмуудыг авах боломжтой.
Ийм системийг ашигладаг IBM Selectric бичгийн машин юм.
Дижитал-аналог хөрвүүлэгчийн үндсэн төрлүүд
- Тогтвортой гүйдэл эсвэл хүчдэлийг тоон оролтын кодоор тодорхойлсон хугацаатай нам дамжуулалтын аналог шүүлтүүрт шилжүүлдэг импульсийн өргөн модулятор. Энэ аргыг ихэвчлэн моторын хурдыг хянах, LED гэрлийг бүдгэрүүлэхэд ашигладаг.
- Дижиталаас аналог дуу хөрвүүлэгчтэйдельта-сигма модуляцийг ашигладаг гэх мэт DAC-уудыг хэт дээж авах эсвэл интерполяци хийхдээ импульсийн нягтын өөрчлөлтийн аргыг ашигладаг. Секундэд 100 к-ээс дээш хурд (жишээ нь 180 кГц) ба 28 битийн нарийвчлалыг дельта-сигма төхөөрөмжөөр ашиглах боломжтой.
- Нийлбэрийн цэгт холбогдсон DAC бит бүрийн тусдаа цахилгаан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулсан хоёртын жигнэсэн элемент. Тэр бол үйлдлийн өсгөгчийг нэмж чаддаг хүн юм. Эх үүсвэрийн одоогийн хүч нь түүнд тохирох битийн жинтэй пропорциональ байна. Тиймээс кодын тэгээс бусад бүх битүүд жинд нэмэгддэг. Учир нь тэдгээр нь ижил хүчдэлийн эх үүсвэртэй байдаг. Энэ бол хамгийн хурдан хувиргах аргуудын нэг боловч төгс биш юм. Асуудал байгаа тул: бие даасан хүчдэл эсвэл гүйдэл бүрт шаардлагатай их хэмжээний өгөгдөлтэй холбоотой бага үнэнч байдал. Ийм өндөр нарийвчлалтай бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь үнэтэй байдаг тул энэ төрлийн загвар нь ихэвчлэн 8 битийн нарийвчлалтай эсвэл бүр бага хэмжээтэй байдаг. Шилжүүлсэн резистор нь зэрэгцээ сүлжээний эх үүсвэрт дижитал-аналог хөрвүүлэгчийн зорилготой. Бие даасан инстанцуудыг дижитал оролт дээр үндэслэн цахилгаанд холбодог. Энэ төрлийн дижитал-аналог хөрвүүлэгчийн ажиллах зарчим нь DAC-ийн шилжүүлсэн гүйдлийн эх үүсвэрт оршдог бөгөөд тэдгээрээс тоон оролт дээр үндэслэн өөр өөр түлхүүрүүдийг сонгодог. Үүнд синхрон конденсаторын шугам орно. Эдгээр дан элементүүдийг бүх залгуурын ойролцоо байрлах тусгай механизм (хөл) ашиглан холбож эсвэл салгадаг.
- Дижитал-аналог шат хувиргагчтөрөл бөгөөд энэ нь хоёртын жигнэсэн элемент юм. Энэ нь эргээд R ба 2R гэсэн каскадын резистор утгуудын давтагдах бүтцийг ашигладаг. Энэ нь ижил нэрлэсэн механизмыг (эсвэл одоогийн эх үүсвэрийг) үйлдвэрлэхэд харьцангуй хялбар учраас нарийвчлалыг сайжруулдаг.
- Алхам бүрийн явцад гаралтыг нэг нэгээр нь үүсгэдэг дараалсан урагшлах буюу мөчлөгт DAC. Дижитал оролтын бие даасан битүүд нь объектыг бүхэлд нь тооцох хүртэл бүх холбогчоор боловсруулагдана.
- Термометр нь DAC гаралтын боломжит утга бүрт тэнцүү эсэргүүцэл эсвэл гүйдлийн эх үүсвэрийн сегментийг агуулсан кодлогдсон DAC юм. 8 битийн термометр DAC нь 255 элементтэй байх ба 16 битийн термометр DAC нь 65,535 хэсэгтэй байна. Энэ нь магадгүй хамгийн хурдан бөгөөд үнэн зөв DAC архитектур боловч өндөр өртөгтэй. Энэ төрлийн DAC-ийн тусламжтайгаар секундэд нэг тэрбум гаруй дээжийг хөрвүүлэх хурдтай болсон.
- Нэг хөрвүүлэгч дээр дээрх аргуудыг хослуулан ашигладаг Hybrid DAC-ууд. Ихэнх DAC IC-ууд нь хямд өртөг, өндөр хурд, нарийвчлалыг нэг төхөөрөмжөөс авахад хэцүү байдаг тул ийм төрлийнх байдаг.
- Термометрийн дээд цифрийг кодлох, доод хэсгүүдэд хоёртын жинлэх зарчмыг хослуулсан сегментчилсэн DAC. Ийм байдлаар нарийвчлал (термометрийн кодчиллын зарчмыг ашиглан) болон резистор эсвэл гүйдлийн эх үүсвэрийн тоо (хоёртын жинг ашиглан) хооронд буулт хийнэ. Давхаргатай гүн төхөөрөмжүйлдэл нь сегментчилэл 0%, термометрийн кодчилол бүхий загвар нь 100% гэсэн үг.
Энэ жагсаалтад байгаа ихэнх DACS нь гаралтын утгыг үүсгэхийн тулд тогтмол хүчдэлийн лавлагаанд тулгуурладаг. Эсвэл үржүүлэгч DAC нь тэдгээрийг хувиргахын тулд хувьсах гүйдлийн оролтын хүчдэлийг хүлээн авдаг. Энэ нь дахин зохион байгуулалтын схемийн зурвасын өргөнд нэмэлт дизайны хязгаарлалтыг бий болгодог. Төрөл бүрийн дижитал-аналог хөрвүүлэгч яагаад хэрэгтэй байгаа нь одоо тодорхой боллоо.
Гүйцэтгэл
DAC нь системийн гүйцэтгэлд маш чухал. Эдгээр төхөөрөмжүүдийн хамгийн чухал шинж чанар нь дижитал-аналог хөрвүүлэгч ашиглахад зориулагдсан нягтрал юм.
DAC-д тоглох боломжтой гаралтын түвшний тоог ихэвчлэн түүний ашигладаг битийн тоогоор илэрхийлдэг бөгөөд энэ нь түвшний тооны суурь хоёр логарифм юм. Жишээлбэл, 1 битийн DAC нь хоёр хэлхээг тоглуулах зориулалттай бол 8 битийн DAC нь 256 хэлхээг тоглуулах зориулалттай. Дүүргэлт нь битийн үр дүнтэй тоотой холбоотой бөгөөд энэ нь DAC-ийн хүрсэн бодит нарийвчлалын хэмжүүр юм. Нарийвчлал нь видеоны хэрэглээний өнгөний гүн болон аудио төхөөрөмжүүдийн аудио битийн хурдыг тодорхойлдог.
Хамгийн их давтамж
DAC хэлхээний ажиллаж чадах хамгийн хурдан хурдыг хэмжих нь зөв гаралт үүсгэдэг хэвээр байгаа нь түүний болон дээж авсан дохионы зурвасын өргөн хоорондын хамаарлыг тодорхойлдог. Дээр дурдсанчлан теоремNyquist-Shannon-ийн дээжүүд нь тасралтгүй болон салангид дохионуудыг холбодог бөгөөд ямар ч дохиог салангид бичлэгүүдээс нь дурын нарийвчлалтайгаар дахин бүтээх боломжтой гэж мэдэгддэг.
Монотоник
Энэ ойлголт нь DAC-ийн аналог гаралтын зөвхөн дижитал оролт хөдөлж байгаа чиглэлд шилжих чадварыг илэрхийлдэг. Энэ шинж чанар нь бага давтамжийн дохионы эх үүсвэр болгон ашигладаг DAC-д маш чухал юм.
Нийт гармоник гажуудал ба дуу чимээ (THD + N)
ДАХ-аас дохионд оруулсан гажуудал болон гадны дуу чимээний хэмжилтийг хүссэн дохиог дагалдаж буй хүсээгүй гармоник гажуудал, дуу чимээний нийт дүнгийн хувиар илэрхийлнэ. Энэ нь динамик, бага гаралттай DAC програмуудад маш чухал онцлог юм.
Муж
DAC-ийн гаргаж чадах хамгийн том ба хамгийн жижиг дохионы хоорондох ялгааг децибелээр илэрхийлдэг хэмжүүр нь ихэвчлэн нягтрал болон дуу чимээний түвшинтэй холбоотой байдаг.
Зарим хэрэглээний хувьд фазын гажуудал, чичиргээ зэрэг бусад хэмжилтүүд мөн маш чухал байж болно. Фазын тохируулсан дохиог үнэн зөв хүлээн авах боломжтой эдгээр (жишээ нь: утасгүй өгөгдөл дамжуулах, нийлмэл видео) байдаг.
Шугаман PCM аудио түүвэрлэлт нь ихэвчлэн зургаан децибел далайцтай тэнцэх бит бүрийн нягтаршил дээр ажилладаг (дууны хэмжээ эсвэл нарийвчлалыг хоёр дахин нэмэгдүүлэх).
Шугаман бус PCM кодчилолууд (A-law / Μ-law, ADPCM, NICAM) янз бүрийн аргаар үр дүнтэй динамик хүрээгээ сайжруулахыг оролддог -өгөгдлийн бит тус бүрээр илэрхийлсэн гаралтын аудио түвшний хоорондох логарифмын алхамын хэмжээ.
Дижитал-аналог хөрвүүлэгчийн ангилал
Шугаман бус байдлаар нь ангилвал:
- Хөрш хоёр кодын утга төгс 1 LSB алхамаас хэрхэн хазайж байгааг харуулдаг өвөрмөц шугаман бус байдал.
- Хуримтлагдсан шугаман бус байдал нь DAC дамжуулалт идеалаас хэр зэрэг хазайж байгааг харуулдаг.
Тиймээс хамгийн тохиромжтой шинж чанар нь ихэвчлэн шулуун шугам юм. INL нь өгөгдсөн кодын утга дээрх бодит хүчдэл энэ шугамаас хамгийн бага ач холбогдолтой битээр хэр их ялгаатай болохыг харуулдаг.
Өсгөх
Эцэст нь дуу чимээ нь резистор зэрэг идэвхгүй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн үүсгэсэн дулааны шуугианаар хязгаарлагддаг. Аудио программууд болон өрөөний температурт энэ нь ихэвчлэн 1 мкВ (микроволт) цагаан дохионоос бага байдаг. Энэ нь 24 битийн DAC-д ч гэсэн гүйцэтгэлийг 20 битээс бага хэмжээнд хязгаарладаг.
Давтамжийн домайн дахь гүйцэтгэл
Хуурамчгүй динамик муж (SFDR) нь хөрвүүлсэн үндсэн дохионы хүчийг хамгийн их хүсээгүй хэтрэлттэй харьцуулсан харьцааг дБ-ээр илэрхийлнэ.
Дуу чимээний гажуудлын харьцаа (SNDR) нь хөрвүүлсэн үндсэн дууны хүчийг түүний нийлбэрт дБ-ээр илэрхийлнэ.
Нийт гармоник гажуудал (THD) нь бүх HDi-ийн чадлын нийлбэр юм.
Хэрэв хамгийн их DNL алдаа 1 LSB-ээс бага бол дижитал-аналог хөрвүүлэгч баталгаатай болножигд байх болно. Гэсэн хэдий ч олон монотон хэрэгслүүдийн хамгийн их DNL нь 1 LSB-ээс их байж болно.
Цагийн домайн гүйцэтгэл:
- Голчлолын импульсийн бүс (гажиг энерги).
- Хариултын тодорхойгүй байдал.
- Шугаман бус цаг (TNL).
DAC үндсэн үйлдлүүд
Аналог-тоон хувиргагч нь яг тодорхой тоо (ихэнхдээ тогтмол цэгийн хоёртын тоо) авч түүнийг физик хэмжигдэхүүн (хүчдэл, даралт гэх мэт) болгон хувиргадаг. Төгсгөлийн нарийвчлалтай хугацааны цувааны өгөгдлийг тасралтгүй өөрчлөгддөг физик дохио болгон дахин зохион байгуулахад DAC-уудыг ихэвчлэн ашигладаг.
Хамгийн тохиромжтой D/A хувиргагч нь импульсийн цуваанаас хийсвэр тоонуудыг авдаг бөгөөд дараа нь дохионы хоорондох өгөгдлийг бөглөхийн тулд интерполяцийн хэлбэрийг ашиглан боловсруулдаг. Уламжлалт дижитал-аналог хөрвүүлэгч нь тоонуудыг тэг дарааллаар загварчилсан тэгш өнцөгт утгуудын дарааллаас бүрдэх тогтмол функцэд оруулдаг.
Хөрвүүлэгч нь анхны дохиог сэргээж, зурвасын өргөн нь тодорхой шаардлагад нийцдэг. Дижитал түүвэрлэлт нь дуу чимээ багатай дуу чимээ үүсгэдэг квантчлалын алдаа дагалддаг. Энэ бол сэргээгдсэн дохионд нэмэгдсэн хүн юм. Тоон дууг өөрчлөхөд хүргэдэг аналог дууны хамгийн бага далайцыг хамгийн бага ач холбогдолтой бит (LSB) гэж нэрлэдэг. Мөн аналог болон дижитал дохионы хооронд үүсэх алдаа (дугуйруулах),квантчлалын алдаа гэж нэрлэдэг.
