日常生活では 無数の電子機器と 交互しています デジタル情報に変換し,理解できる形式に戻します. アナログからデジタル変換器 (ADC) と デジタル から アナログ 変換 器 (DAC) です.この 目 に 見え ない "翻訳 器"は,デジタル の 領域 と デジタル の 領域 の 間 の 橋渡し と なり ます. 電子機器が現実の情報を解釈し,処理し,再現できるようにします
マイクに歌うのを想像してください あなたの声は 絶えず変化するアナログ信号で コンピュータ用の 0 と 1 を含む 離散なデジタル信号に変換する必要があります 処理処理です ここでADCが登場します
アナログ信号の電圧値を常に測定し, このプロセスは,離散の曲線を近似するようなものです. ADC のビット解像度が高くなるほど,再構築された曲線が 元の信号により,より高い信頼性とより正確な表現が得られます
現代 の テクノロジー に は,ADC が どこにでも あり ます.スマートフォン の 音声 アシスタント は,話し た 言葉 を デジタル 信号 に 変換 し ます. デジタルカメラは ADC を使って 光の強度をデジタルデータに変換します 家庭用温度計や圧力センサーでさえ ADC を使って測定をします
ADCはコンピュータがアナログ信号を処理できるようにする一方で,DACは逆の操作を行います.DACは デジタル指示に従って出力電圧や電流を正確に制御する 元のアナログ信号を再現する
コンピュータは音楽をデジタル信号として処理し,DACはそれをアナログオーディオに変換します. 同様に,テレビはデジタルビデオ信号をアナログ形式に変換するためにDACを使用します. スクリーン
一般的なDAC実装では,動作増幅器とバイナリー重量化抵抗ネットワーク (R,2R,4R,8R, 各レジスタはデジタル入力ビットに対応し,より小さなレジスタはより高いビット重さを表します. ビット (1) がアクティブであるとき,そのレジスタは比例する電流を生成する. デジタル入力に対応するアナログ電圧を生成する電流です
例えば,基準電圧5Vの4ビットDACは,入力 (1000) に対して約2.5V,入力 (1000) に対して約1.25Vを生成します. (0100), (0010) に対して0.625V, (0001) に対して0.3125V.
順次近似ADCは 数値推測ゲームのように動作します 変換器はまず中値を推測します この繰り返しのプロセスは続きます. この繰り返しのプロセスは, 最寄りのデジタル表現を見つけるまでです
4ビット連続近似ADCは以下のようにする.
ADC/DACの性能を定義する重要なパラメータは2つあります.
決議:ビット (8 ビット,16 ビット,24 ビット) で表現される最小の検出可能な信号の変化.より高い解像度により,より多くの n ビット変換器は 1/2 ^ n 解像度を提供する. 10V 範囲の 16 ビット ADC は, 0.153mVの変化です
スピード:変換速さ/秒 (Hzでサンプリング周波数) 高速は高周波の信号を処理する. システムでは一般的に44kHz,22kHz,または11kHzのサンプリングレートを使用します.
シンプルな1ビットデジタルボルトメーターは,ADC原理を示します.
ADC/DAC 技術は,以下のように進歩し続けています.
アナログリアリティとデジタルプロセッシングの重要なインターフェースです. 医療機器,産業制御装置から航空宇宙システムまで これらのコンバーターは 物理の世界と相互作用します. その仕組みを理解することで デジタル時代です
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