డిజిటల్ టు అనలాగ్ కన్వర్టర్ (DAC) మరియు దాని అనువర్తనాల గురించి

డిజిటల్ టు అనలాగ్ కన్వర్టర్ (DAC) మరియు దాని అనువర్తనాల గురించి

మాకు డేటా కన్వర్టర్లు ఎందుకు అవసరం? వాస్తవ ప్రపంచంలో, చాలా డేటా ప్రకృతిలో అనలాగ్ రూపంలో లభిస్తుంది. మాకు రెండు రకాల కన్వర్టర్లు ఉన్నాయి అనలాగ్ టు డిజిటల్ కన్వర్టర్ మరియు డిజిటల్ టు అనలాగ్ కన్వర్టర్. డేటాను మార్చడంలో, ఈ రెండు మార్పిడి ఇంటర్‌ఫేస్‌లు డిజిటల్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలకు మరియు అనలాగ్ ఎలక్ట్రిక్ పరికరానికి అవసరం, వీటిని ప్రాసెసర్ ద్వారా ప్రాసెస్ చేయాల్సిన అవసరం ఉంది.



ఉదాహరణకు, దిగువ DSP దృష్టాంతాన్ని తీసుకోండి, మైక్రోఫోన్ (సెన్సార్) వంటి ఆడియో ఇన్‌పుట్ పరికరాల ద్వారా సేకరించిన అనలాగ్ డేటాను ADC కంప్యూటర్ ద్వారా ప్రాసెస్ చేయగల డిజిటల్ సిగ్నల్‌గా మారుస్తుంది. కంప్యూటర్ సౌండ్ ఎఫెక్ట్‌లను జోడించవచ్చు. ఇప్పుడు DAC డిజిటల్ సౌండ్ సిగ్నల్‌ను స్పీకర్ వంటి ఆడియో అవుట్‌పుట్ పరికరాలచే ఉపయోగించబడే అనలాగ్ సిగ్నల్‌లోకి తిరిగి ప్రాసెస్ చేస్తుంది.


ఆడియో సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్

ఆడియో సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్





డిజిటల్ టు అనలాగ్ కన్వర్టర్ (DAC)

డిజిటల్ టు అనలాగ్ కన్వర్టర్ (DAC) అనేది డిజిటల్ డేటాను అనలాగ్ సిగ్నల్‌గా మార్చే పరికరం. నైక్విస్ట్-షానన్ నమూనా సిద్ధాంతం ప్రకారం, ఏదైనా నమూనా డేటాను బ్యాండ్‌విడ్త్ మరియు నైక్విస్ట్ ప్రమాణాలతో ఖచ్చితంగా పునర్నిర్మించవచ్చు.

ఒక DAC నమూనా డేటాను ఖచ్చితత్వంతో అనలాగ్ సిగ్నల్‌గా పునర్నిర్మించగలదు. డిజిటల్ డేటా మైక్రోప్రాసెసర్, అప్లికేషన్ స్పెసిఫిక్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ (ASIC) లేదా ఫీల్డ్ ప్రోగ్రామబుల్ గేట్ అర్రే (FPGA) , కానీ చివరికి డేటా వాస్తవ ప్రపంచంతో సంభాషించడానికి అనలాగ్ సిగ్నల్‌గా మార్చడం అవసరం.



బేసిక్ డిజిటల్ టు అనలాగ్ కన్వర్టర్

బేసిక్ డిజిటల్ టు అనలాగ్ కన్వర్టర్

D / A కన్వర్టర్ ఆర్కిటెక్చర్స్

డిజిటల్ నుండి అనలాగ్ మార్పిడికి సాధారణంగా రెండు పద్ధతులు ఉన్నాయి: వెయిటెడ్ రెసిస్టర్స్ పద్ధతి మరియు మరొకటి R-2R నిచ్చెన నెట్‌వర్క్ పద్ధతిని ఉపయోగిస్తోంది.

వెయిటెడ్ రెసిస్టర్స్ పద్ధతిని ఉపయోగించి DAC

క్రింద చూపిన స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం బరువున్న రెసిస్టర్‌లను ఉపయోగించి DAC. DAC యొక్క ప్రాథమిక ఆపరేషన్ ఇన్పుట్లను జోడించే సామర్ధ్యం, ఇది చివరికి డిజిటల్ ఇన్పుట్ యొక్క వివిధ బిట్స్ యొక్క రచనలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. వోల్టేజ్ డొమైన్లో, అంటే ఇన్పుట్ సిగ్నల్స్ వోల్టేజ్ అయితే, బైనరీ బిట్స్ యొక్క అదనంగా ఇన్వర్టింగ్ ఉపయోగించి సాధించవచ్చు సంప్లింగ్ యాంప్లిఫైయర్ క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపబడింది.


బైనరీ వెయిటెడ్ రెసిస్టర్లు DAC

బైనరీ వెయిటెడ్ రెసిస్టర్లు DAC

వోల్టేజ్ డొమైన్లో, అంటే ఇన్పుట్ సిగ్నల్స్ వోల్టేజ్ అయితే, పై చిత్రంలో చూపిన విలోమ సమ్మింగ్ యాంప్లిఫైయర్ ఉపయోగించి బైనరీ బిట్స్ యొక్క అదనంగా సాధించవచ్చు.

యొక్క ఇన్పుట్ రెసిస్టర్లు op-amp వాటి నిరోధక విలువలు బైనరీ ఆకృతిలో బరువు కలిగి ఉంటాయి. స్వీకరించే బైనరీ 1 ఉన్నప్పుడు స్విచ్ రెసిస్టర్‌ను రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్‌తో కలుపుతుంది. లాజిక్ సర్క్యూట్ బైనరీ 0 ను అందుకున్నప్పుడు, స్విచ్ రెసిస్టర్‌ను భూమికి కలుపుతుంది. అన్ని డిజిటల్ ఇన్పుట్ బిట్స్ ఒకేసారి DAC కి వర్తించబడతాయి.

DAC ఇచ్చిన డిజిటల్ డేటా సిగ్నల్‌కు అనుగుణంగా అనలాగ్ అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. DAC కొరకు ఇచ్చిన డిజిటల్ వోల్టేజ్ b3 b2 b1 b0, ఇక్కడ ప్రతి బిట్ బైనరీ విలువ (0 లేదా 1). అవుట్పుట్ వైపు ఉత్పత్తి అయ్యే అవుట్పుట్ వోల్టేజ్

V0 = R0 / R (b3 + b2 / 2 + b1 / 4 + b0 / 8) Vref

డిజిటల్ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్లో బిట్ల సంఖ్య పెరుగుతున్నందున, రెసిస్టర్ విలువల పరిధి పెద్దదిగా మారుతుంది మరియు తదనుగుణంగా, ఖచ్చితత్వం పేలవంగా మారుతుంది.

R-2R లాడర్ డిజిటల్ టు అనలాగ్ కన్వర్టర్ (DAC)

R-2R నిచ్చెన DAC బైనరీ-వెయిటెడ్ DAC గా నిర్మించబడింది, ఇది రెసిస్టర్ విలువలు R మరియు 2R యొక్క పునరావృత క్యాస్కేడ్ నిర్మాణాన్ని ఉపయోగిస్తుంది. సమాన విలువైన-సరిపోలిన రెసిస్టర్‌లను (లేదా ప్రస్తుత వనరులను) ఉత్పత్తి చేసే సాపేక్ష సౌలభ్యం కారణంగా ఇది ఖచ్చితత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది.

R-2R లాడర్ డిజిటల్ టు అనలాగ్ కన్వర్టర్ (DAC)

R-2R లాడర్ డిజిటల్ టు అనలాగ్ కన్వర్టర్ (DAC)

పై బొమ్మ 4-బిట్ R-2R నిచ్చెన DAC ని చూపిస్తుంది. అధిక-స్థాయి ఖచ్చితత్వాన్ని సాధించడానికి, మేము రెసిస్టర్ విలువలను R మరియు 2R గా ఎంచుకున్నాము. బైనరీ విలువ B3 B2 B1 B0, b3 = 1, b2 = b1 = b0 = 0 అయితే, సర్క్యూట్ దాని క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపబడుతుంది పైన పేర్కొన్న DAC సర్క్యూట్ యొక్క సరళీకృత రూపం. అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ V0 = 3R (i3 / 2) = Vref / 2

అదేవిధంగా, b2 = 1, మరియు b3 = b1 = b0 = 0 అయితే, అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ V0 = 3R (i2 / 4) = Vref / 4 మరియు సర్క్యూట్ క్రింద సరళీకృతం చేయబడింది

B1 = 1 మరియు b2 = b3 = b0 = 0 అయితే, దాని క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపిన సర్క్యూట్ పై DAC సర్క్యూట్ యొక్క సరళీకృత రూపం. అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ V0 = 3R (i1 / 8) = Vref / 8

చివరగా, b0 = 1 మరియు b2 = b3 = b1 = 0 ఉన్న సందర్భానికి అనుగుణంగా సర్క్యూట్ క్రింద చూపబడుతుంది. అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ V0 = 3R (i0 / 16) = Vref / 16

ఈ విధంగా, ఇన్పుట్ డేటా b3b2b1b0 (వ్యక్తిగత బిట్స్ 0 లేదా 1 గా ఉన్న చోట) ఉన్నప్పుడు, అవుట్పుట్ వోల్టేజ్

డిజిటల్ నుండి అనలాగ్ కన్వర్టర్ యొక్క అనువర్తనాలు

అనేక డిజిటల్ సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్ అనువర్తనాలు మరియు మరెన్నో అనువర్తనాలలో DAC లు ఉపయోగించబడతాయి. కొన్ని ముఖ్యమైన అనువర్తనాలు క్రింద చర్చించబడ్డాయి.

ఆడియో యాంప్లిఫైయర్

మైక్రోకంట్రోలర్ ఆదేశాలతో DC వోల్టేజ్ లాభాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి DAC లు ఉపయోగించబడతాయి. తరచుగా, DAC సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్ లక్షణాలను కలిగి ఉన్న మొత్తం ఆడియో కోడెక్‌లో చేర్చబడుతుంది.

వీడియో ఎన్కోడర్

వీడియో ఎన్‌కోడర్ సిస్టమ్ వీడియో సిగ్నల్‌ను ప్రాసెస్ చేస్తుంది మరియు అవుట్పుట్ స్థాయిలను ఆప్టిమైజ్ చేయడంతో పాటు వివిధ ఫార్మాట్‌ల అనలాగ్ వీడియో సిగ్నల్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి వివిధ రకాల డిఎసిలకు డిజిటల్ సిగ్నల్‌లను పంపుతుంది. ఆడియో కోడెక్‌ల మాదిరిగా, ఈ IC లు ఇంటిగ్రేటెడ్ DAC లను కలిగి ఉండవచ్చు.

డిస్ప్లే ఎలక్ట్రానిక్స్

ప్రదర్శనను నడపడానికి ఎరుపు, ఆకుపచ్చ, నీలం (RGB) సిగ్నల్స్ వంటి అనలాగ్ అవుట్‌పుట్‌ల కోసం వీడియో DAC కి పంపిన డేటా సిగ్నల్‌లను రూపొందించడానికి గ్రాఫిక్ కంట్రోలర్ సాధారణంగా లుక్అప్ పట్టికను ఉపయోగిస్తుంది.

డేటా సముపార్జన వ్యవస్థలు

కొలవవలసిన డేటా అనలాగ్-టు-డిజిటల్ కన్వర్టర్ (ADC) ద్వారా డిజిటైజ్ చేయబడి, ఆపై ప్రాసెసర్‌కు పంపబడుతుంది. డేటా సముపార్జనలో ప్రాసెస్ కంట్రోల్ ఎండ్ కూడా ఉంటుంది, దీనిలో ప్రాసెసర్ అనలాగ్ సిగ్నల్స్ గా మార్చడానికి ఫీడ్బ్యాక్ డేటాను DAC కి పంపుతుంది.

అమరిక

పరీక్ష మరియు కొలత వ్యవస్థలలో ఖచ్చితత్వం కోసం లాభం మరియు వోల్టేజ్ ఆఫ్‌సెట్ కోసం DAC డైనమిక్ క్రమాంకనాన్ని అందిస్తుంది.

మోటార్ కంట్రోల్

చాలా మోటారు నియంత్రణలు అవసరం వోల్టేజ్ నియంత్రణ సంకేతాలు , మరియు ప్రాసెసర్ లేదా కంట్రోలర్ చేత నడపబడే ఈ అనువర్తనానికి DAC అనువైనది.

మోటార్ కంట్రోల్ అప్లికేషన్

మోటార్ కంట్రోల్ అప్లికేషన్

డేటా పంపిణీ వ్యవస్థ

అనేక పారిశ్రామిక మరియు ఫ్యాక్టరీ లైన్లకు బహుళ ప్రోగ్రామబుల్ వోల్టేజ్ వనరులు అవసరం, మరియు దీనిని మల్టీప్లెక్స్ చేసిన DAC ల బ్యాంక్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. DAC యొక్క ఉపయోగం వ్యవస్థ యొక్క ఆపరేషన్ సమయంలో వోల్టేజ్‌ల యొక్క డైనమిక్ మార్పును అనుమతిస్తుంది.

డిజిటల్ పొటెన్టోమీటర్

దాదాపు అన్ని డిజిటల్ పొటెన్షియోమీటర్లు స్ట్రింగ్ DAC నిర్మాణంపై ఆధారపడి ఉంటాయి. రెసిస్టర్ / స్విచ్ శ్రేణి యొక్క కొంత పునర్వ్యవస్థీకరణతో, మరియు అదనంగా I2C అనుకూల ఇంటర్ఫేస్ , పూర్తిగా డిజిటల్ పొటెన్షియోమీటర్ అమలు చేయవచ్చు.

రేడియో సాఫ్ట్‌వేర్

మిక్సర్ సర్క్యూట్లో ప్రసారం కోసం సిగ్నల్‌ను అనలాగ్‌గా మార్చడానికి డిజిటల్ సిగ్నల్ ప్రాసెసర్ (DSP) తో DAC ఉపయోగించబడుతుంది, ఆపై రేడియోకి పవర్ యాంప్లిఫైయర్ మరియు ట్రాన్స్మిటర్.

అందువలన, ఈ వ్యాసం చర్చిస్తుంది డిజిటల్ నుండి అనలాగ్ కన్వర్టర్ మరియు దాని అనువర్తనాలు. ఈ భావనపై మీకు మంచి అవగాహన వచ్చిందని మేము ఆశిస్తున్నాము. ఇంకా, ఈ భావనకు సంబంధించి లేదా ఎలక్ట్రికల్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ ప్రాజెక్టులను అమలు చేయడానికి ఏవైనా ప్రశ్నలు ఉంటే, దయచేసి దిగువ వ్యాఖ్య విభాగంలో వ్యాఖ్యానించడం ద్వారా మీ విలువైన సలహాలను ఇవ్వండి. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, బైనరీ వెయిటెడ్ రెసిస్టర్ DAC లోని పేలవమైన ఖచ్చితత్వాన్ని ఎలా అధిగమించగలం?