Dlaczego powinniśmy potrzebować układów DAC?

Proszę spojrzeć na poniższy schemat. Jest to bardzo prosty dodatek rezystancyjny, który działa dobrze z każdym standardem! (TTL, CMOS, ...) lub dowolne napięcie, które jest do niego doprowadzane. Z drugiej strony, ponieważ nie ma w nim aktywnego składnika, jest niezwykle szybki. Jest zrobiony z kilku oporników, więc jest bardzo tani. Z drugiej strony nie ma ograniczenia liczby bitów wejściowych (można je łatwo rozszerzyć do 32, 64 lub setek bitów).

Dlaczego więc potrzebujemy układów DAC? Szukam 32-bitowego przetwornika wysokiej częstotliwości. Takie urządzenia nie są łatwe do znalezienia, a jeśli zostaną znalezione, są raczej drogie. Mam na myśli, za jaką korzyść powinienem zapłacić, aby znaleźć takie urządzenia? Myślę, że musi być pewna zaleta, że ​​warto je kupić. Jedyne, o czym mogę myśleć, to ich nieodłączne wzmocnienie (na przykład TTL -> 10 V lub więcej), ale cel ten można po prostu osiągnąć za pomocą dowolnego rodzaju wzmocnienia.

To, co masz, to tak zwane przetworniki cyfrowo-analogowe R-2R, jeden z wielu różnych rodzajów często stosowanych topologii przetworników cyfrowo-analogowych. Odpowiedziałeś na własne pytanie: dlaczego potrzebujemy przetworników D / A, skoro mamy taką topologię przetworników DAC? Ponieważ to jest przetwornik cyfrowo-analogowy!

Przetworniki cyfrowo-analogowe R-2R same w sobie nie są świetne jako uniwersalne przetworniki cyfrowo-analogowe. Impedancja wyjściowa przetwornika cyfrowo-analogowego R-2R jest bardzo wysoka, co oznacza, że ​​przepustowość będzie szybko bardzo ograniczona. Nawet kilkadziesiąt pojemności pikofaradów na wyjściu zmniejszy efektywną szerokość pasma i wydłuży czas osiadania w regionie MHz. Jest to również prawdą, jeśli buforujesz wyjście za pomocą popampa - dobrze przycięte opampy nie występują w pojemnościach wejściowych poniżej pF, a zmniejszenie rezystancji drabinkowych R-2R szybko zwiększa zużycie energii do punktu, w którym jest niedopuszczalnie wysokie . Nie zrozumcie mnie źle, na rynku dostępne są super-szerokopasmowe przetworniki D / R R-2R, ale są to układy, które można znaleźć w dowolnych generatorach fal w niektórych zakresach, a na nich mają trochę radiatora i wentylatora .

Istnieją inne kompromisy, które możesz zrobić z innymi topologiami DAC. Na przykład przetworniki cyfrowo-analogowe typu delta-sigma nie muszą mieć precyzyjnego wyjściowego bufora opamp, a zatem mogą zostać rozszerzone na bardzo duże głębokości bitów (24-32 bity), gdzie R-2R - ze względu na kryterium buforowania wyjściowego - rzadko przekracza 12-bit . Kolejna aproksymacja to kolejna stosowana topologia, która z natury ma próbkę i trzymaj na wyjściu, którą można sterować z wyjątkowo niską impedancją (ten sam powód, dla którego ADC odwrotnie mogą mieć bardzo wysoką impedancję wejściową).

To, co tam masz, nazywa się drabinką z rezystorem R2R. Układy scalone, które można kupić, również mają taką sieć wewnętrznie, ale ponieważ jest ona zintegrowana, znacznie łatwiej jest zagwarantować dokładność. Zobacz wpis w Wikipedii, dlaczego tak ważne jest, aby mieć dokładne wartości rezystorów. Powiedziałbym, że osiągnięcie dokładności układów scalonych za pomocą dyskretnego sprzętu jest prawie niemożliwe.

Również wiele przetworników DAC ma interfejsy szeregowe, więc nie potrzebujesz tylu pinów z MCU, aby z nich korzystać.

• Rozmiar vs bity rozdzielczości (zależy od architektury)
• Zużycie energii (pasywne, zależy również od architektury)
• Efekty obciążenia (impedancja wejściowa / wyjściowa)
• Poziom kroków kwantyzacji zależy od podłączonych urządzeń (patrz efekty obciążenia)
• Precyzja
• Precyzja
• Hałas
• Przepustowość zależy od podłączonych urządzeń (patrz efekty obciążenia)
• Zbyt wiele krytycznych komponentów ...