Μετατροπέας D/A 8-bit (DAC0808): σταθμισμένο άθροισμα bit (MSB=μισή κλίμακα), ρύθμιση R_REF, μεταβολή ανά bit (≈39mV) και σχέση με τον ADC. Επαληθευμένο με κώδικα.

Ρύθμιση ρεύματος αναφοράς R_REF

Ζητούμενο: Για V_REF=5V και ρεύμα αναφοράς 2mA, ποια πρέπει να είναι η R_REF;

Πώς σκεφτόμαστε: Το ρεύμα αναφοράς είναι I=V_REF/R_REF. Λύνουμε ως προς R_REF.

Λύση:

\( R_{REF}=\dfrac{V_{REF}}{I}=\dfrac{5\ V}{2\ mA}=2{,}5\ K\Omega \).

Απάντηση: R_REF = 2,5 KΩ (για V_REF=5V και I=2mA).

Πρόσεξε:

Το ρεύμα αναφοράς καθορίζει την κλίμακα της εξόδου.
Ρυθμίζουμε την R_REF ώστε το όργανο να δείξει −2mA.

Υπολογισμός τάσης εξόδου (σταθμισμένο άθροισμα)

Ζητούμενο: Υπολογίστε την τάση εξόδου Vo για τις εισόδους 00000000, 10000000, 11111111 (με R_F=5KΩ, I=2mA).

Πώς σκεφτόμαστε: Vo = (2mA·R_F/256)·(128A1+64A2+…+A8): κάθε bit συνεισφέρει ανάλογα με τη θέση του (MSB μεγαλύτερο βάρος).

Λύση:

00000000 (=0): \(V_o=0\ V\).
10000000 (MSB, =128): \(V_o=\dfrac{2mA·5K}{256}·128=5\ V\) (το μισό της κλίμακας).
11111111 (=255): \(V_o=\dfrac{2mA·5K}{256}·255\approx9{,}96\ V\) (πλήρης κλίμακα).

Απάντηση: Vo: 00000000→0V, 10000000→5V, 11111111→≈9,96V. Κάθε bit σταθμισμένα (MSB=μισή κλίμακα).

Πρόσεξε:

Το MSB (A1) έχει το μεγαλύτερο βάρος (128), το LSB (A8) το μικρότερο (1).
Πλήρης κλίμακα (255) ≈ 10V (≈V_max).

Μεταβολή εξόδου ανά 1 bit

Ζητούμενο: Προσδιορίστε τη μεταβολή της τάσης εξόδου όταν η δυαδική είσοδος μεταβάλλεται κατά 1 bit (LSB).

Πώς σκεφτόμαστε: Η ελάχιστη μεταβολή αντιστοιχεί στο LSB: ΔVo = 2mA·R_F/256.

Λύση:

\( \Delta V_o=\dfrac{2mA·R_F}{256}=\dfrac{2mA·5K}{256}\approx39\ mV \) (με R_F=5KΩ).
Δηλαδή κάθε αύξηση της ψηφιακής λέξης κατά 1 αυξάνει την έξοδο κατά ≈39mV.

Απάντηση: Η μεταβολή ανά 1 bit (LSB) είναι ≈39mV (με R_F=5KΩ) — η ανάλυση του DAC.

Πρόσεξε:

Αυτό είναι η ανάλυση του DAC (το «βήμα» της αναλογικής εξόδου).
256 βήματα × 39mV ≈ 10V πλήρης κλίμακα.

Σχέση ADC-DAC

Ζητούμενο: Εξηγήστε τη σχέση του μετατροπέα D/A με τον μετατροπέα A/D.

Πώς σκεφτόμαστε: Ο DAC είναι το αντίστροφο του ADC: ψηφιακό→αναλογικό αντί αναλογικό→ψηφιακό.

Λύση:

Ο ADC μετατρέπει αναλογική τάση → ψηφιακή λέξη (διαβάζει τον αναλογικό κόσμο).
Ο DAC μετατρέπει ψηφιακή λέξη → αναλογική τάση (γράφει στον αναλογικό κόσμο).
Μαζί σχηματίζουν τη γέφυρα αναλογικού↔ψηφιακού (π.χ. κάρτα ήχου: ADC στο μικρόφωνο, DAC στο ηχείο).

Απάντηση: Ο DAC είναι το αντίστροφο του ADC: ψηφιακό→αναλογικό. Μαζί γεφυρώνουν τον αναλογικό με τον ψηφιακό κόσμο.

Πρόσεξε:

ADC: αναλογικό→ψηφιακό· DAC: ψηφιακό→αναλογικό.
Χρήσεις DAC: ήχος, έλεγχος κινητήρων, γεννήτριες σήματος, οθόνες.

Προηγούμενο Στοιχείο

Επιστροφή στην Ενότητα

Επόμενο Στοιχείο