డిజిటల్-టు-అనలాగ్ (DAC), అనలాగ్-టు-డిజిటల్ (ADC) కన్వర్టర్లు వివరించబడ్డాయి

డిజిటల్-టు-అనలాగ్ (DAC), అనలాగ్-టు-డిజిటల్ (ADC) కన్వర్టర్లు వివరించబడ్డాయి

TO డిజిటల్-టు-అనలాగ్ కన్వర్టర్ ( డేసియన్ , డి / ఎ , డి 2 ఎ , లేదా డి-టు-ఎ ) అనేది డిజిటల్ ఇన్పుట్ సిగ్నల్‌ను అనలాగ్ అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్‌గా మార్చడానికి రూపొందించిన సర్క్యూట్. అనలాగ్-టు-డిజిటల్ కన్వర్టర్ (ADC) వ్యతిరేక మార్గంలో పనిచేస్తుంది మరియు అనలాగ్ ఇన్పుట్ సిగ్నల్‌ను డిజిటల్ అవుట్‌పుట్‌గా మారుస్తుంది.



రేఖాచిత్రాలు మరియు సూత్రాలను ఉపయోగించి డిజిటల్ నుండి అనలాగ్ మరియు డిజిటల్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్‌లకు అనలాగ్ ఎలా పనిచేస్తుందో ఈ వ్యాసంలో మేము సమగ్రంగా చర్చిస్తాము.

ఎలక్ట్రానిక్స్లో వోల్టేజీలు మరియు ప్రవాహాలు వేర్వేరు పరిధులు మరియు పరిమాణాలతో నిరంతరం మారుతూ ఉంటాయి.





డిజిటల్ సర్క్యూట్లలో వోల్టేజ్ సిగ్నల్ రెండు రూపాల్లో ఉంటుంది, ఇది లాజిక్ హై లేదా లాజిక్ తక్కువ లాజిక్ లెవల్స్, ఇది 1 లేదా 0 యొక్క బైనరీ విలువలను సూచిస్తుంది.

అనలాగ్ టు డిజిటల్ కన్వర్టర్స్ (ఎడిసి) లో, ఇన్పుట్ అనలాగ్ సిగ్నల్ డిజిటల్ మాగ్నిట్యూడ్ గా సూచించబడుతుంది, అయితే డిజిటల్-అనలాగ్ కన్వర్టర్ (డిఎసి) డిజిటల్ మాగ్నిట్యూడ్‌ను తిరిగి అనలాగ్ సిగ్నల్‌గా మారుస్తుంది.



డిజిటల్-టు-అనలాగ్ కన్వర్టర్లు ఎలా పనిచేస్తాయి

డిజిటల్-టు-అనలాగ్ మార్పిడి ప్రక్రియను అనేక విభిన్న పద్ధతుల ద్వారా నిర్వహించవచ్చు.

ఒక ప్రసిద్ధ పద్ధతి నిచ్చెన నెట్‌వర్క్ అని పిలువబడే రెసిస్టర్‌ల నెట్‌వర్క్‌ను ఉపయోగిస్తుంది.

బైనరీ విలువలతో కూడిన ఇన్పుట్లను సాధారణంగా 0 V లేదా Vref వద్ద అంగీకరించడానికి ఒక నిచ్చెన నెట్‌వర్క్ రూపొందించబడింది మరియు బైనరీ ఇన్పుట్ యొక్క పరిమాణానికి సమానమైన అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌ను అందిస్తుంది.

క్రింద ఉన్న బొమ్మ 4 ఇన్పుట్ వోల్టేజ్‌లను ఉపయోగించి నిచ్చెన నెట్‌వర్క్‌ను ప్రదర్శిస్తుంది, ఇవి 4 బిట్స్ డిజిటల్ డేటా మరియు డిసి వోల్టేజ్ అవుట్‌పుట్‌ను సూచిస్తాయి.

అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ సమీకరణం ద్వారా వ్యక్తీకరించబడిన డిజిటల్ ఇన్పుట్ విలువకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది:

DAC నిచ్చెన నెట్‌వర్క్

పై ఉదాహరణను పరిష్కరిస్తే మనకు ఈ క్రింది అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ లభిస్తుంది:

మేము చూస్తున్నట్లుగా, 0110 యొక్క డిజిటల్ ఇన్పుట్రెండు6 V యొక్క అనలాగ్ అవుట్‌పుట్‌గా మార్చబడుతుంది.

నిచ్చెన నెట్‌వర్క్ యొక్క ఉద్దేశ్యం 16 సంభావ్య బైనరీ మాగ్నిట్యూడ్‌లను మార్చడం
V యొక్క విరామాలలో 16 వోల్టేజ్ పరిమాణాలలో ఒకటిగా 0000 నుండి 1111 వరకుref/ 16.

అందువల్ల, ఎక్కువ సంఖ్యలో నిచ్చెన యూనిట్లను చేర్చడం ద్వారా ఎక్కువ బైనరీ ఇన్‌పుట్‌లను ప్రాసెస్ చేయడం మరియు ప్రతి దశకు అధిక పరిమాణాన్ని సాధించడం సాధ్యమవుతుంది.

అర్థం, మేము 10 దశల నిచ్చెన నెట్‌వర్క్‌ను ఉపయోగిస్తే, వోల్టేజ్ స్టెప్ పరిమాణాన్ని లేదా రిజల్యూషన్‌ను V కి పెంచడానికి వాడకాన్ని అనుమతిస్తుందిref/ రెండు10లేదా విref/ 1024. ఈ సందర్భంలో, మేము రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ V ను ఉపయోగించినట్లయితేref= 10 V 10 V / 1024 దశల్లో లేదా 10 mV వద్ద అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

అందువల్ల, ఎక్కువ సంఖ్యలో నిచ్చెన దశలను జోడించడం వల్ల దామాషా ప్రకారం అధిక రిజల్యూషన్ లభిస్తుంది.

సాధారణంగా, కోసం n నిచ్చెన దశల సంఖ్య, ఇది క్రింది సూత్రం ద్వారా సూచించబడుతుంది:

విref/ రెండుn

DAC బ్లాక్ రేఖాచిత్రం

క్రింద ఉన్న బొమ్మ ఒక నిచ్చెన నెట్‌వర్క్‌ను ఉపయోగించి ప్రామాణిక DAC యొక్క బ్లాక్ రేఖాచిత్రాన్ని చూపిస్తుంది, దీనిని R-2R నిచ్చెనగా సూచిస్తారు. రిఫరెన్స్ కరెంట్ సోర్స్ మరియు ప్రస్తుత స్విచ్‌ల మధ్య లాక్ చేయబడిందని ఇది చూడవచ్చు.

ప్రస్తుత స్విచ్‌లు బైనరీ స్విచ్‌లతో అనుసంధానించబడి, ఇన్‌పుట్ బైనరీ విలువకు అనులోమానుపాతంలో అవుట్‌పుట్ కరెంట్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి.

బైనరీ ఇన్‌పుట్‌లు నిచ్చెన యొక్క సంబంధిత కాళ్లను టోగుల్ చేస్తాయి, ప్రస్తుత రిఫరెన్స్ యొక్క బరువు మొత్తం అవుట్‌పుట్ కరెంట్‌ను ప్రారంభిస్తుంది.

అవసరమైతే, ఫలితాన్ని అనలాగ్ అవుట్‌పుట్‌గా వివరించడానికి అవుట్‌పుట్‌లతో రెసిస్టర్‌లను జతచేయవచ్చు.

R-2R నిచ్చెన నెట్‌వర్క్ ఉపయోగించి DAC IC.

అనలాగ్-టు-డిజిటల్ కన్వర్టర్లు ఎలా పనిచేస్తాయి

డిజిటల్‌ను అనలాగ్ సిగ్నల్‌గా ఎలా మార్చాలో ఇప్పటివరకు చర్చించాము, ఇప్పుడు దీనికి విరుద్ధంగా ఎలా చేయాలో నేర్చుకుందాం, అంటే అనలాగ్ సిగ్నల్‌ను డిజిటల్ సిగ్నల్‌గా మారుస్తుంది. దీనిని ఒక ప్రసిద్ధ పద్ధతి ద్వారా అమలు చేయవచ్చు ద్వంద్వ-వాలు పద్ధతి .

కింది బొమ్మ ప్రామాణిక ద్వంద్వ వాలు ADC కన్వర్టర్ కోసం బ్లాక్ రేఖాచిత్రాన్ని చూపిస్తుంది.

ద్వంద్వ-వాలు పద్ధతిని ఉపయోగించి అనలాగ్-టు-డిజిటల్ మార్పిడి: (ఎ) లాజిక్ రేఖాచిత్రం (బి) తరంగ రూపం.

ఇక్కడ, కావలసిన అనలాగ్ ఇన్పుట్ సిగ్నల్ ను ఇంటిగ్రేటర్కు బదిలీ చేయడానికి ఎలక్ట్రానిక్ స్విచ్ ఉపయోగించబడుతుంది, దీనిని ర్యాంప్ జనరేటర్ అని కూడా పిలుస్తారు. ఈ రాంప్ జెనరేటర్ సరళ రాంప్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి స్థిరమైన విద్యుత్తుతో ఛార్జ్ చేయబడిన కెపాసిటర్ రూపంలో ఉండవచ్చు. ఇది ఇంటిగ్రేటర్ యొక్క సానుకూల మరియు ప్రతికూల వాలు విరామాలకు పనిచేసే కౌంటర్ దశ ద్వారా అవసరమైన డిజిటల్ మార్పిడిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

ఈ క్రింది వివరణతో పద్ధతి అర్థం చేసుకోవచ్చు:

కౌంటర్ యొక్క పూర్తి కొలత పరిధి నిర్ణీత సమయ విరామాన్ని నిర్ణయిస్తుంది. ఈ విరామం కోసం ఇంటిగ్రేటర్‌కు వర్తించే ఇన్‌పుట్ అనలాగ్ వోల్టేజ్ పోలిక ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ కొంత సానుకూల స్థాయికి పెరుగుతుంది.

పై రేఖాచిత్రం యొక్క (బి) విభాగాన్ని సూచిస్తూ, నిర్ణీత సమయ విరామం చివరిలో ఇంటిగ్రేటర్ నుండి వోల్టేజ్ మాగ్నిట్యూడ్‌లో పెద్దదిగా ఉండే ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ కంటే ఎక్కువగా ఉందని చూపిస్తుంది.

నిర్ణీత సమయ విరామం పూర్తయినప్పుడు, గణన 0 కి సెట్ చేయబడింది, ఇది ఇంటిగ్రేటర్‌ను స్థిర రిఫరెన్స్ ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ స్థాయికి కనెక్ట్ చేయడానికి ఎలక్ట్రానిక్ స్విచ్‌ను అడుగుతుంది. దీని తరువాత, కెపాసిటర్ యొక్క ఇన్పుట్ అయిన ఇంటిగ్రేటర్ యొక్క అవుట్పుట్ స్థిరమైన రేటుతో పడిపోవటం ప్రారంభిస్తుంది.

ఈ కాలంలో, కౌంటర్ అభివృద్ధి చెందుతూనే ఉంటుంది, అయితే ఇంటిగ్రేటర్ యొక్క అవుట్పుట్ స్థిరమైన రేటుతో పడిపోతుంది, ఇది కంపారిటర్ యొక్క రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. ఇది కంపారిటర్ అవుట్‌పుట్ స్థితిని మార్చడానికి కారణమవుతుంది మరియు లెక్కింపును ఆపడానికి నియంత్రణ లాజిక్ దశను ప్రేరేపిస్తుంది.

కౌంటర్ లోపల నిల్వ చేసిన డిజిటల్ మాగ్నిట్యూడ్ కన్వర్టర్ యొక్క డిజిటల్ అవుట్పుట్ అవుతుంది.

సానుకూల మరియు ప్రతికూల వాలు వ్యవధిలో సాధారణ గడియారం మరియు ఇంటిగ్రేటర్ దశను ఉపయోగించడం గడియార పౌన frequency పున్యం యొక్క డ్రిఫ్టింగ్‌ను నియంత్రించడానికి మరియు ఇంటిగ్రేటర్ యొక్క ఖచ్చితత్వ పరిమితిని కొంత పరిహారాన్ని జోడిస్తుంది.

రిఫరెన్స్ ఇన్పుట్ విలువను మరియు గడియారపు రేటును సముచితంగా అమర్చడం ద్వారా వినియోగదారు ప్రాధాన్యత ప్రకారం కౌంటర్ అవుట్పుట్ను స్కేల్ చేయడం సాధ్యమవుతుంది. అవసరమైతే మేము కౌంటర్ను బైనరీ, బిసిడి లేదా ఇతర డిజిటల్ ఆకృతిలో కలిగి ఉండవచ్చు.

నిచ్చెన నెట్‌వర్క్‌ను ఉపయోగించడం

కౌంటర్ మరియు కంపారిటర్ దశలను ఉపయోగించి నిచ్చెన నెట్‌వర్క్ పద్ధతి అనలాగ్-టు-డిజిటల్ మార్పిడిని అమలు చేయడానికి మరొక ఆదర్శ మార్గం. ఈ పద్ధతిలో, ఒక కౌంటర్ సున్నా నుండి లెక్కించటం ప్రారంభిస్తుంది, ఇది నిచ్చెన నెట్‌వర్క్‌ను నడుపుతుంది, మెట్ల పెంపు వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, మెట్లని పోలి ఉంటుంది (క్రింద ఉన్న బొమ్మను చూడండి).

నిచ్చెన నెట్‌వర్క్‌ను ఉపయోగించి అనలాగ్-టు-డిజిటల్ మార్పిడి ప్రక్రియ: (ఎ) లాజిక్ రేఖాచిత్రం (బి) తరంగ రూప రేఖాచిత్రం.

ప్రతి కౌంట్ దశతో వోల్టేజ్ పెరగడానికి ఈ ప్రక్రియ అనుమతిస్తుంది.

ఒక పోలిక ఈ పెరుగుతున్న మెట్ల వోల్టేజ్‌ను పర్యవేక్షిస్తుంది మరియు దానిని అనలాగ్ ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్‌తో పోలుస్తుంది. కంపారిటర్ అనలాగ్ ఇన్పుట్ పైన ఉన్న మెట్ల వోల్టేజ్ను గ్రహించిన వెంటనే, దాని అవుట్పుట్ లెక్కింపును ఆపమని అడుగుతుంది.

ఈ సమయంలో కౌంటర్ విలువ అనలాగ్ సిగ్నల్ యొక్క డిజిటల్ సమానమవుతుంది.

మెట్ల సిగ్నల్ యొక్క దశల ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే వోల్టేజ్ యొక్క మార్పు స్థాయిని ఉపయోగించిన కౌంట్ బిట్ల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

ఉదాహరణకు, 10 V రిఫరెన్స్ ఉపయోగించి 12 దశల కౌంటర్ 10 దశల నిచ్చెన నెట్‌వర్క్‌ను దశల వోల్టేజ్‌లతో నిర్వహిస్తుంది:

విref/ రెండు12= 10 వి / 4096 = 2.4 ఎంవి

ఇది 2.4 mV యొక్క మార్పిడి రిజల్యూషన్‌ను సృష్టిస్తుంది. మార్పిడి అమలుకు అవసరమైన సమయం కౌంటర్ యొక్క గడియారం రేటు ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

12 దశల కౌంటర్ ఆపరేట్ చేయడానికి 1 MHz గడియారం రేటు ఉపయోగించబడితే, మార్పిడి కోసం తీసుకున్న గరిష్ట సమయం:

4096 x 1 μs = 4096 μs ≈ 4.1 ms

సెకనుకు సాధ్యమయ్యే అతి తక్కువ మార్పిడులను ఇలా చూడవచ్చు:

లేదు. మార్పిడులు = 1 / 4.1 ms ≈ 244 మార్పిడులు / సెకను

మార్పిడి ప్రక్రియను ప్రభావితం చేసే అంశాలు

కొన్ని మార్పిడి ఎక్కువ కావాలని మరియు కొన్నింటికి తక్కువ గణన సమయం అవసరమని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, సాధారణంగా మార్పిడి సమయం = 4.1ms / 2 = 2.05 ms మంచి విలువ.

ఇది సగటున 2 x 244 = 488 సంఖ్య మార్పిడులను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

నెమ్మదిగా గడియార రేటు అంటే సెకనుకు తక్కువ మార్పిడులు.

తక్కువ సంఖ్యలో కౌంట్ దశలతో (తక్కువ రిజల్యూషన్) పనిచేసే కన్వర్టర్ అధిక మార్పిడి రేటును కలిగి ఉంటుంది.

కన్వర్టర్ యొక్క ఖచ్చితత్వం కంపార్టర్ యొక్క ఖచ్చితత్వం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.




మునుపటి: ఫెర్రైట్ కోర్ ట్రాన్స్ఫార్మర్లను ఎలా లెక్కించాలి తర్వాత: అల్ట్రాసోనిక్ ఇంధన స్థాయి సూచిక సర్క్యూట్