Perché dovremmo aver bisogno dei circuiti integrati DAC?

Si prega di guardare lo schema qui sotto. Questo è un sommatore resistivo molto semplice che funziona bene con qualsiasi standard! (TTL, CMOS, ...) o qualsiasi tensione arbitraria che viene immessa al suo interno. D'altra parte poiché non vi è alcun componente attivo, è estremamente veloce. È composto solo da alcune resistenze, quindi è molto economico. D'altra parte non vi è alcuna limitazione per il numero di bit di input (può essere facilmente espanso a 32, 64 o centinaia di bit).

Quindi, perché dovremmo aver bisogno dei circuiti integrati DAC? Sto cercando un DAC ad alta frequenza a 32 bit. Tali dispositivi non si trovano facilmente e anche se trovati, sono piuttosto costosi. Voglio dire Qual è il vantaggio che dovrei pagare per trovare tali dispositivi? Penso che ci debba essere qualche vantaggio che valga la pena acquistare. L'unica cosa a cui riesco a pensare è la loro amplificazione intrinseca (ad esempio TTL -> 10 V o giù di lì), ma questo obiettivo è semplicemente raggiungibile con qualsiasi tipo di amplificazione.

Quello che hai lì è quello che è noto nel campo come un DAC R-2R, uno dei molti diversi tipi di topologie di convertitore digitale-analogico spesso impiegate. Hai risposto alla tua domanda: perché abbiamo bisogno di DAC quando disponiamo di questa topologia DAC? Perché è un DAC!

I DAC R-2R da soli non sono eccezionali come convertitore digitale / analogico per tutti gli usi. L'impedenza di uscita di un DAC R-2R è molto elevata, il che significa che la larghezza di banda sarà rapidamente molto limitata. Anche alcune decine di capacità picofarad sull'uscita ridurranno la larghezza di banda effettiva e aumenteranno il tempo di assestamento nella regione MHz. E questo è altrettanto vero se si bufferizza l'uscita con un follower opamp - gli opamp ben regolati non rientrano nelle capacità di ingresso sub-pF e la riduzione delle resistenze ladder R-2R aumenta rapidamente il consumo di energia al punto in cui è inaccettabilmente alto . Non fraintendetemi, ci sono DAC R-2R con larghezza di banda super elevata sul mercato, ma questi sono i tipi di chip che trovate in generatori di forme d'onda arbitrarie in alcuni ambiti e hanno un po 'di dissipatore di calore e ventola sopra di essi .

Esistono altri compromessi che è possibile eseguire con altre topologie di DAC. Ad esempio, i DAC delta-sigma non devono avere un opamp di output buffer di precisione e quindi possono essere estesi a profondità di bit molto elevate (24-32 bit), dove R-2R - a causa del criterio di buffering dell'output - supera raramente i 12 bit . L'approssimazione successiva è un'altra topologia utilizzata, che ha intrinsecamente un campionamento e trattenimento sull'uscita che può essere guidato con un'impedenza estremamente bassa (lo stesso motivo per cui gli ADC SAR al contrario possono avere un'impedenza di ingresso molto elevata).

Quello che hai lì è chiamato scala ladro resistore R2R. I circuiti integrati che è possibile acquistare hanno anche una tale rete internamente, ma poiché è integrato, è molto più facile garantire l'accuratezza. Vedi la voce di Wikipedia sul perché è così importante avere valori esatti di resistenza. Direi che è quasi impossibile ottenere la precisione dei circuiti integrati con hardware discreto.

Inoltre, molti DAC dispongono di interfacce seriali, quindi non sono necessari tanti pin della MCU per utilizzarli.

• Dimensione vs bit di risoluzione (dipende dall'architettura)
• Consumo energetico (passivo, dipende anche dall'architettura)
• Effetti di carico (impedenze di ingresso / uscita)
• Livelli di quantizzazione dipendenti dal dispositivo collegato (vedi effetti di carico)
• Precisione
• Precisione
• Rumore
• Larghezza di banda dipendente dai dispositivi collegati (vedi effetti di carico)
• Troppi componenti critici ...