آلية عمل وتطبيقات المحول التناظري الرقمي_DAC في شبكات الحاسوب

يقوم المحول الرقمي إلى التناظري (DAC) بتحويل إشارة الإدخال الرقمية إلى إشارة خرج تناظرية ، ويتم تمثيل الإشارة الرقمية بواسطة رمز ثنائي ، وهو مزيج من البتتين 0 و 1.

كيف تعمل DAC؟

النظام الثنائي: إنه نظام موضعي ، أي نظام ذو قيم عددية ، حيث يمثل كل بت وجود أو عدم وجود قوة معينة من اثنين في مجموع القوى. بعبارة أخرى ، يمكن اعتبار عملية التحويل الرقمية إلى التناظرية بأكملها كعملية تحجيم ، يتم تعيين العد الثنائي على نطاق جهد معين. حيث 0V هو الحد الأدنى والحد الأقصى للجهد هو أقصى جهد ثنائي للإدخال.

يتوفر المحول الرقمي إلى التناظري كدوائر متكاملة مستقلة أو حتى مدمج في متحكم دقيق ، ولكن الأكثر شيوعًا هي تلك المتوفرة كدوائر متكاملة مستقلة والأكثر شيوعًا هي (DAC7715) ، (DAC0832) ، (DAC0808) ، إلخ. بالنسبة لهذه المقالة ، دعنا نلقي نظرة على (MCP4725 DAC IC) عبارة عن وحدة تحويل رقمية صغيرة وأنيقة إلى تناظرية تستخدم بشكل شائع مع (Arduino) ، مما يعني أخبارًا جيدة للمستندات والمكتبات المتاحة بسهولة.

فيما يلي بعض ميزات شريحة DAC:

12 بت:

هذا أفضل بكثير من 8 بت التي اقترحها (Arduino) وإذا كان جهد الإمداد 5V فسيتم تحويل كل رقم ثنائي إلى 5V / (2 ^ 12) = 1.22mV ، مما يوفر دقة مذهلة وهذا يمكن تحسينها عن طريق خفض جهد الإمداد. تصل إلى 3.3 فولت وفي هذه الحالة تكون الدقة 0.8 ملي فولت أو 800 فولت.

اتصالات I2C:

تتطلب واجهة الاتصال هذه فقط دبابيس ، وبيانات تسلسلية ، وساعة تسلسلية ، مع الاحتفاظ بالدبابيس الموجودة على وحدة التحكم المعلقة ، ويمكن أن تتراوح السرعة من 100 كيلو هرتز إلى 3.4 ميجا هرتز.

عنوان PIN:

من خلال توصيل الدبوس بـ (Vcc أو GND) ، يمكنك تغيير عنوان (I2C) ، وهذا مفيد بشكل خاص عند استخدام أجهزة متعددة.

الحزم:

MCP 4725 متوفر في حزمة SOT236 ، مما يعني أنه ليس أصغر من ترانزستور SMD صغير الحجم ، مما يوفر مساحة كبيرة ، بشكل عام ، MCP 4725 عبارة عن شريحة صلبة بالنظر إلى حجمها وأدائها.

ما هي استخدامات DACs؟

1. معالجة الإشارات الرقمية:

بمجرد تحويلها إلى ثنائي ، تصبح الإشارات أسهل في العمل معها. على سبيل المثال ، يتم تحرير الصوت وتحويل الصوت إلى ثنائي ثم معالجته. لإعادة إنتاج هذا الصوت ، يتم استخدام محول تناظري إلى رقمي ، والذي يحوله إلى إشارة صوتية يمكن تشغيلها على مكبر صوت.

2. امدادات الطاقة الرقمية:

معظم المتحكمات الدقيقة بطيئة جدًا بحيث لا تكون جزءًا من حلقة التحكم في مصدر الطاقة ومن أجل تغيير الجهد أو التيار لمصدر الطاقة ، يمكن تغيير الارتباط ، ويمكن القيام بذلك عن طريق توصيل محول رقمي تناظري بمخرج وحدة التحكم الدقيقة واستخدام ذلك لتغيير المرجع الجهد إلى القيمة المحددة.

ما هي مزايا DAC؟

مزايا المحول التناظري إلى الرقمي هي:

• دائرة المقاومة الموزونة هي أسرع دائرة تبديل مقارنة بالطرق الأخرى.

• حقق دقة عالية ودقة.

• (DAC) سهل التنفيذ.

ما هي عيوب DAC؟

مساوئ المحول التناظري إلى الرقمي هي:

• يجب أن تكون مستويات الجهد هي نفسها تمامًا لجميع مدخلات DAC للمقاومات الموزونة ، وعلى سبيل المثال ، يلزم وجود محول 4 بت بالإضافة إلى 4 مقاومات.

• دارة المقاوم ذات الوزن المزدوج التي تتطلب (op-amp) باهظة الثمن.

• إن تبديد الطاقة لمقاومات الوزن ذات الدائرة المزدوجة مرتفع للغاية.

• في المحولات (R2R Ladder) ، يرجع التأخير إلى اضطرار الدائرة للتبديل اعتمادًا على المدخلات.

• عادة ما ينشأ خطأ الكسب وخطأ الإزاحة والخطية من المقاومات المستخدمة في الدائرة.