DAC的类型：数模转换器ICS基础

DAC的类型，信号一般分为大组，数字信号和模拟信号。对于每个呼叫，都有不同类型的应用程序。例如，电源开关和运算放大器等模拟电子设备使用模拟信号。相反，数字信号存在于数字电子产品中，例如微处理器、微控制器、触发器、逻辑门等。

为了更好地发挥这两种信号的功能，总是需要将两种信号从一种形式转换为另一种形式，以更好地发挥两种标志的功能。因此，我们使用模数转换器 (ADC) 或数模转换器。

今天，我们的重点是数模转换器 (DAC)，也称为 D/A 或 D2A。

什么是 DAC（数模转换器）？

DAC（数模转换器）是一种将数字值（以数字代码形式）转换为模拟电压/电流的 IC。通常，计算机使用 DAC 来了解其他数字设备（如手机）的模拟操作。

（多个数模转换器）

DAC 是如何工作的？

我们将讨论使用麦克风通过计算机录制音频的概念。

在这种情况下，音频信号/语音是一个物理变量，需要在计算机上录制之前进行数字格式化。因此，我们将使用模数转换器。

（麦克风）。

稍后，如果您希望通过扬声器播放录制的音频，您将使用 DAC。它将数字信号转换为模拟信号。

DAC 的类型

二进制加权电阻数模转换器电路

您需要一个电流源或电阻器来转换此 DAC 中的每个数字输入位。电阻器在求和点和输入之间连接。通过求和放大器电路，您将生成输出。

二进制加权 DAC 的电路图

从上图中，我们可以注意到以下几点；

• 首先，现有组件包括一个运算放大器、一个反馈电阻器以及连接在运算放大器输入端的其他四个电阻器。
• 运算放大器端子上的电阻器是可变电阻器。

我们将使用下面的等式来获得求和放大器电路的输出电压。

V o =–R （DR+C2R+B4R+A8R）

所以;

字母 D、C、B 和 A 是具有不同值的数字输入。 A 位于 LSB，而 D 位于 MSB。

V =输出模拟电压

二进制梯形图或 R-2R 梯形图 D/A 转换器电路

二进制梯形 DAC 有两个电阻值，2R 和 R。但是，由于寄生电容，其转换速度通常会降低。

此外，输入位控制运算放大器的反相输入和地之间的切换。二进制信息进入电阻器 (2R) 后，您将获得二进制梯形图底部的输出。

R-2R 梯形 DAC 的电路图

得到二进制梯形图输出电压的公式如下；

V o =–R × (D2R+ C4R +B8R+ A16R)

DAC的种类—— 分段 DAC

分段 DAC 是一种 DAC，其设计基于性能规格。它是两个或多个 DAC 的组合，因为它不需要架构。例如，您会将温度计编码的 DAC 与二进制加权 DAC 结合起来，然后将输入的二进制代码分成两段。

分段数模转换器

二进制加权结构将在 LSB 中工作，而温度计编码的 DAC 适用于 MSB。这样，您将拥有一个紧凑的芯片。

此外，随着输入位数的增加，编码器的大小也会增加。因此，您将需要更多的互连和交换机。

DAC的种类—— Δ-Σ DAC

delta-sigma DAC 是迄今为止最精确和最快的。它还包括如下所列的不同区块；

• 插值 过滤 .它在提高采样率的同时减少了采样时间，将采样频率提高了四倍。然后，滤波器数据作为输入进入调制器模块。
• 增量 –西格玛 调制器 .调制器用作输入信号的低通滤波器和量化噪声的高通滤波器。
• 1 –比特 DAC .每个位都从数字样本转换为模拟形式以增加放大。
• 模拟 输出 过滤 .在这里，该模块滤除 DAC 输出，然后产生模拟信号。

Δ-Σ DAC

DAC的优缺点

优势

• 首先，您可以使用它实现高精度和分辨率。
• 然后，您可以轻松实现它。
• 最后，与其他转换方法相比，其中一种 DAC 类型（即加权电阻电路）是一种快速转换电路。

DAC的种类—— 缺点

• 二进制加权电阻器会产生高功率耗散。
• 其次，电路中的电阻器会导致非线性、失调误差和增益误差。
• 某些 DAC 电路类型可能需要一些其他组件，这是不切实际的。但是，有可用的分立 DAC 芯片可以使用微控制器通过 I2C 和 SPI 进行通信。
• 此外，R-2R 梯形转换器存在延迟，因为电路需要根据输入进行切换。
• 尽管是准确的，但不可能产生连续的电压值，因为二进制数决定了电压步长。
• 最后，您必须为加权电阻 DAC 中的每个输入提供相同的电压电平。也就是说，一个 4 位转换器需要四个电阻。

DAC的种类—— 如何使用 DAC？

您经常会发现 DAC 嵌入到微控制器中或用作单独的集成电路，后者更为常见。 IC DAC 的常见示例包括 DAC0808、DAC0832、DAC7715 等。

在本节中，我们将使用 MCP4725 DAC IC 来更好地理解如何使用 DAC。由于它与 Arduino 配合使用，因此很容易找到它的库和文档。

DAC的种类——MCP4725 DAC IC的特点

• 首先，它的封装采用 SOT23-6 封装。包装紧凑节省了存储空间。
• 它适用于 i2C 通信接口。因此，它将仅使用两个串行时钟和串行数据引脚。同时，速度范围可以在 100kHz 到 3.4MHz 之间。
• 此外，在使用多个设备时，您可以通过将其连接到 GND 或 Vcc 来更改 i2C 地址引脚。
• 最后但同样重要的是，它具有 12 位分辨率，优于 Arduino 的 8 位分辨率。在 5V 电源电压下，每个二进制数转换为 1.22mV 电压，即 5V/(212)。

DAC 应用程序

您可以在以下应用中使用 DAC；

• 数字电位器，
• 数字数据采集系统，
• 音频编辑等数字信号处理，以及
• 用于微控制器的数字电源。

结论

总而言之，DAC 无疑是连接模拟和数字信号的关键组件。出于这个原因，它们通常通过将二进制计数转换为离散电压电平来实现机器之间的连接。

如有问题或澄清，请联系我们。