~ cd ключевые параметры для выбора цифроаналогового преобразователя (цап)

Цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)

Возможно, перед вами стояла задача выбрать интегральную схему цифроаналогового преобразователя (ЦАП) для новой конструкции или вы впервые с ними знакомитесь. В сфере электроники выбор правильных компонентов имеет решающее значение для общей производительности и экономичности системы. ЦАП играют ключевую роль во многих приложениях, поскольку их функция заключается в преобразовании цифрового сигнала в аналоговый. Эту функцию часто называют формированием сигнала, и она необходима для взаимодействия цифрового мира с аналоговым. Это легче всего понять, когда речь идет о цифровых входных сигналах, таких как набор высоких и низких сигналов, похожих на двоичный сигнал, преобразуемых в звук, который мы понимаем, когда слушаем музыку, воспроизводимую из динамика. Это невероятное преобразование выполняется ЦАП. Учитывая огромное разнообразие электроники, систем и приложений, правильный выбор микросхемы ЦАП может быть сложной задачей, учитывая множество факторов, которые необходимо учитывать.

Ключевые параметры для оценки

Разобраться в этих устройствах может быть непросто, поскольку существует множество различных приложений и функций, где определенные параметры важнее других. Ниже приведены шесть наиболее важных параметров для понимания и оценки, но это не полный список. На самом деле, могут существовать схемы, в которых некоторые из приведенных ниже параметров имеют гораздо меньшее значение, а другие, не перечисленные, могут быть более важными. Два очень важных параметра, интегральная нелинейность (INL) и дифференциальная нелинейность (DNL), которые описывают линейность выходного сигнала ЦАП, подробно не рассматриваются в этом сообщении в блоге, поскольку им посвящено более раннее сообщение в блоге.

1. Разрешение
   
   Разрешение определяет количество выходных уровней, которые может генерировать IC. Обычно оно измеряется в битах, при этом распространенными разрешениями являются 8-битное, 10-битное, 12-битное, 16-битное и т.д. Когда ЦАП преобразует сигнал включения / выключения в аналоговый выходной сигнал, сигнал не является идеальным отображением входного сигнала. Подобно компьютерному монитору, результирующий выходной сигнал улучшается по мере увеличения разрешения ЦАП. Устройства с более высоким разрешением обеспечивают большую детализацию и более высокую точность выходного аналогового сигнала. Недостатком увеличения разрешения является то, что чем выше разрешение, тем, как правило, выше энергопотребление и стоимость.
   
2. Частота
   
   Как правило, скорость имеет значение главным образом в системах обработки звука и сбора данных. Высокоскоростной ЦАП необходим для обеспечения высокой частоты дискретизации, которая представляет собой количество раз в секунду, когда ИС может преобразовывать цифровые входы в аналоговые выходы. Типичными единицами измерения являются частота дискретизации в секунду (SPS) или килогерц (кГц). Частота дискретизации должна соответствовать требованиям вашего приложения к пропускной способности для точного воспроизведения аналогового сигнала. Для приложений с более низкой скоростью часто выбираются ЦАП общего назначения, которые ограничены только скоростью интерфейса.
   
3. Точность
   
   Точность ЦАП зависит от того, насколько точно выходное напряжение соответствует идеальному напряжению на основе входного цифрового кода. Этот параметр можно рассматривать как результат сочетания множества факторов, включая интегральную нелинейность (INL) и дифференциальную нелинейность (DNL), качество внутреннего опорного напряжения ЦАП. Ошибки INL обычно более критичны, чем ошибки DNL, поскольку они влияют на точность выходного напряжения во всем диапазоне входного сигнала, в то время как ошибки DNL влияют на точность выходного напряжения только между соседними цифровыми входными кодами.
   
4. Цифровой интерфейс
   
   Как правило, выбор интерфейса зависит от вашего микроконтроллера, ПЛИС или других источников цифрового сигнала и системных требований. Обычно микросхемы ЦАП могут иметь один из следующих интерфейсов: I2C, SPI, параллельный или последовательный.
   
5. Мощность
   
   При проектировании схемы, содержащей ЦАП, важно учитывать как требования к источнику питания, так и энергопотребление. Требования к питанию микросхемы ЦАП должны соответствовать тем, которые доступны в системе, гарантируя стабильность источника питания. Хотя многие ЦАП имеют встроенную в конструкцию микросхемы защиту от отключения питания, они не предназначены для компенсации недостаточного источника питания. В противном случае производительность устройства ухудшится и может повлиять на целостность выходного сигнала. В устройствах с батарейным питанием и других конструкциях с низким энергопотреблением энергопотребление должно быть ориентиром при выборе устройства. В целом, идеальным является то, что вы можете достичь более низкого энергопотребления, однако необходимо учитывать компромиссы, такие как разрешение и энергопотребление.