왜 DAC IC가 필요합니까?


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아래 회로도를 참조하십시오. 이것은 모든 표준에서 잘 작동하는 매우 간단한 저항 가산기입니다! (TTL, CMOS, ...) 또는 임의의 전압이 공급됩니다. 반면에 활성 구성 요소가 없으므로 매우 빠릅니다. 그것은 단지 몇 개의 저항으로 만들어 졌으므로 매우 저렴합니다. 반면에 입력 비트 수에는 제한이 없습니다 (32, 64 또는 수백 비트로 쉽게 확장 할 수 있음).

그렇다면 왜 DAC IC가 필요합니까? 32 비트 고주파 DAC를 찾고 있습니다. 이러한 장치는 쉽게 찾을 수 없으며 발견되면 다소 비쌉니다. 그런 장치를 찾기 위해 지불해야하는 이점은 무엇입니까? 나는 그들이 살 가치가있는 어떤 이점이 있어야한다고 생각합니다. 내가 생각할 수있는 유일한 것은 그들의 고유 증폭 (예 : TTL-> 10V 정도)이지만이 목표는 모든 종류의 증폭으로 간단히 달성 할 수 있습니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오


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"... 비트 수에는 제한이 없습니다". 잘못된. 오류 analisys를 수행하십시오. 생각 해봐 가정적인 32 비트 숫자를 지원하려면 이러한 저항이 얼마나 정확해야합니까? 1 % 저항은 7 비트도 좋지 않습니다.
Olin Lathrop 2013

답변:


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현재 보유하고있는 것은 R-2R DAC로 알려져 있으며, 여러 종류의 디지털-아날로그 변환기 토폴로지 중 하나입니다. 귀하는 자신의 질문에 대답했습니다.이 DAC 토폴로지가있을 때 왜 DAC가 필요합니까? DAC이기 때문에!

R-2R DAC 자체만으로는 범용 디지털-아날로그 변환기로는 적합하지 않습니다. R-2R DAC의 출력 임피던스는 매우 높기 때문에 대역폭이 빠르게 제한됩니다. 출력에서 수십 개의 피코 패러 드 커패시턴스조차도 유효 대역폭을 줄이고 MHz 영역으로의 안정화 시간을 증가시킵니다. 또한 opamp follower로 출력을 버퍼링하는 경우에도 마찬가지입니다. 잘 트리밍 된 opamp는 서브 pF 입력 커패시턴스에 포함되지 않으며 R-2R 래더 저항을 줄이면 허용 할 수 없을 정도로 높은 지점까지 전력 소비를 빠르게 증가시킵니다. . 잘못 이해하지 마십시오. 시판에는 초고 대역 R-2R DAC가 있지만 일부 범위의 임의 파형 발생기에서 발견되는 칩 종류이며 비트 히트 싱크와 팬이 있습니다. .

다른 DAC 토폴로지로 수행 할 수있는 다른 장단점이 있습니다. 예를 들어, 델타 시그마 DAC는 정밀 버퍼 출력 연산 증폭기를 갖지 않으므로 매우 높은 비트 깊이 (24-32 비트)로 확장 될 수 있습니다. 여기서 R-2R은 출력 버퍼링 기준으로 인해 12 비트를 거의 능가하지 않습니다. . 연속 근사법은 사용되는 또 다른 토폴로지이며, 본질적으로 매우 낮은 임피던스로 구동 할 수있는 출력에 샘플 앤 홀드가 있습니다 (동일하게 SAR ADC가 매우 높은 입력 임피던스를 가질 수있는 이유).


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R-2R의 가장 큰 문제는 몇 비트 이상에서 저항이 사용 가능한 저항보다 더 정확하게 일치해야하며 구동 디지털 신호도 매우 정확하게 일치하는 특성을 가져야한다는 것입니다. 둘 다 개별 구성 요소가있는 R-2R을 8 비트 이상으로 실용적이지 않게 만듭니다.
Wouter van Ooijen

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@WoutervanOoijen : 실제로, R2R 래더는 저항 일치없이 많은 비트로 신호를 생성하는 데 매우 적합합니다. 세계에서 최악의 저항을 사용하더라도 코드는 여전히 기본적으로 비트 당 단조입니다. 당신은 많은 해상도를 얻지 만, 앞에서 언급 한 일치 문제로 인해 끔찍한 정밀도와 정확성을 얻습니다. 그렇기 때문에 16/24 비트 오디오 DAC가 R2R 변형에 존재하지만 (저잡음 특성도 우수함) 올바른 DAC로 사용하는 사람은 없습니다.
user36129

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32 비트를 포기하십시오. 이는 192dB의 동적 아날로그 범위에 해당하기 때문에 많은 "기저 대역"DAC를 찾을 수 있습니다. analog.com/en/digital-to-analog-converters/…
pjc50

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R-2R DAC가 저항 정합에 관계없이 "내재적으로 단조로운" 것은 사실아닙니다 . 반례를 구성하는 것은 쉽지 않습니다. 또한 출력 부적절 함은 정확히 R입니다.
Dave Tweed

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analog.com/library/analogdialogue/archives/44-04/ad5791.pdf 1MHz에서만 20 개의 의미있는 비트를 달성하기 어려운 문제에 대한 아날로그 애플리케이션 노트. 그렇습니다. R2R 래더입니다. 칩에 신중한 공장 프로세스 제어 및 트리밍 기능이 있습니다.
pjc50

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R2R 저항 래더라고합니다. 구입할 수있는 IC에는 내부적으로 그러한 네트워크가 있지만 통합되어 있기 때문에 정확도를 보장하기가 훨씬 쉽습니다. 정확한 저항 값을 갖는 것이 왜 중요한지에 대해서는 Wikipedia 항목 을 참조하십시오 . 개별 하드웨어로 집적 회로의 정확도를 달성하는 것은 거의 불가능하다고 말하고 싶습니다.

또한 많은 DAC에는 직렬 인터페이스가 있으므로 사용하기 위해 MCU에서 핀을 많이 사용할 필요가 없습니다.


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  • 크기 대 해상도 비트 (아키텍처에 따라 다름)
  • 전력 소비 (패시브, 아키텍처에 따라 다름)
  • 부하 효과 (입력 / 출력 임피던스)
  • 연결된 장치에 따라 양자화 단계 수준 (부하 효과 참조)
  • 정도
  • 정확성
  • 소음
  • 연결된 장치에 따른 대역폭 (부하 효과 참조)
  • 중요한 구성 요소가 너무 많습니다 ...

질문에 대답 한 것이 앞에 있으면 더 좋습니다. (즉,이 목록은 무엇입니까? DAC를 갖는 이유? R2R 네트워크가 모든 상황에 적합하지 않은 이유는 무엇입니까?)
JYelton
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