Pourquoi de nombreux DAC ont-ils une sortie différentielle?

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De nombreux DAC tels que PCM1794 (sortie courant) et PCM1793 (sortie tension) ont une sortie différentielle. Quels sont les avantages de cela, à part un moyen facile de convertir son signal de sortie en CA référencé à la terre via un amplificateur différentiel.

dac

— e_asphyx
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Pour les DAC haute fréquence, vous pouvez piloter un transformateur à prise centrale.

— Spehro Pefhany

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Parce que les signaux différentiels sont beaucoup moins sensibles aux perturbations externes comme les petites différences de tension entre les masses. Il est donc beaucoup plus facile d'acheminer le signal vers un autre circuit (qui pourrait être sur une terre différente) tout en le gardant sans bruit et sans perturbation. Et si vous voulez quand même un signal asymétrique, utilisez simplement une sortie.

— Bimpelrekkie

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D'autres broches sur la même puce transportent des signaux de niveau logique, ce qui provoquera des courants mesurables dans les impédances d'entrée de ces broches, ainsi qu'une activité de commutation supplémentaire au sein du DAC.

Ces courants provoqueront des chutes de tension à travers les fils de liaison GND.

S'il s'agit d'un DAC haute résolution (supérieur à 16 bits), ces chutes de tension peuvent être comparables au signal de sortie analogique et considérablement plus importantes que le signal de sortie au moment où vous atteignez 20 bits.

N'oubliez pas que les signaux d'entrée numériques sont un million fois plus grands en amplitude (pour un CAN 20 bits), avec des fronts de commutation rapides et à proximité de la sortie analogique et de la masse.

Désormais, la séparation des terres analogiques et numériques peut minimiser la pollution sur la terre analogique, mais même ainsi, elles seront connectées à un moment donné, et sans précaution particulière, un couplage entre elles se produira.

Fournir des sorties analogiques vraies et inversées est relativement bon marché et simple. Ils contiennent tous deux ce bruit, car ils sont tous deux référencés à la même masse analogique. Mais il s'agit d'un bruit de mode commun, permettant à un amplificateur différentiel d'éliminer ce bruit dans un endroit relativement éloigné du DAC lui-même.

— Brian Drummond
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Les signaux différentiels présentent un certain nombre d'avantages:

Une tension est toujours une différence entre deux signaux. Pour un signal différentiel, l'impédance est la même pour les deux sorties par opposition à un signal asymétrique où la "masse" a généralement l'impédance la plus faible. Pour une sortie différentielle, un brouilleur verrait la même impédance sur les deux sorties et, par conséquent, le résultat serait un signal de mode commun qui pourrait être rejeté.
Un signal différentiel a une oscillation de signal deux fois car les deux sorties peuvent se déplacer. Il en résulte quatre fois la puissance du signal avec seulement deux fois la puissance du bruit. Ceci est important pour les circuits intégrés où la tension d'alimentation est souvent limitée par la technologie.
Les sorties différentielles ne produisent même pas d'harmoniques d'ordre en raison de leur symétrie inhérente.
Les circuits intégrés utilisent souvent une structure différentielle en interne pour des raisons similaires. Une sortie différentielle est donc une extension naturelle de ce concept.

— Mario
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