Pourquoi devrions-nous avoir besoin de circuits intégrés DAC?

Veuillez regarder le schéma ci-dessous. Il s'agit d'un additionneur résistif très simple qui fonctionne bien avec n'importe quelle norme! (TTL, CMOS, ...) ou toute tension arbitraire qui y est injectée. En revanche, comme il n'y a pas de composant actif, il est extrêmement rapide. Il n'est composé que de quelques résistances, il est donc très bon marché. D'un autre côté, il n'y a pas de limitation pour le nombre de bits d'entrée (il peut être facilement étendu à 32, 64 ou centaines de bits).

Alors, pourquoi devrions-nous avoir besoin de circuits intégrés DAC? Je recherche un DAC haute fréquence 32 bits. De tels dispositifs ne sont pas faciles à trouver et s'ils sont trouvés, ils sont plutôt chers. Je veux dire quel est l'avantage que je devrais payer pour trouver de tels appareils? Je pense qu'il doit y avoir un avantage qu'ils valent d'être achetés. La seule chose à laquelle je peux penser est leur amplification inhérente (par exemple TTL -> 10V environ), mais cet objectif est tout simplement réalisable avec n'importe quel type d'amplification.

Ce que vous avez là, c'est ce que l'on appelle dans le domaine un DAC R-2R, l'un des nombreux types de topologies de convertisseur numérique-analogique souvent utilisées. Vous avez répondu à votre propre question: pourquoi avons-nous besoin de DAC lorsque nous avons cette topologie DAC? Parce que c'est un DAC!

Les DAC R-2R à eux seuls ne sont pas excellents en tant que convertisseur numérique-analogique à usage général. L'impédance de sortie d'un D-R-2R est très élevée, ce qui signifie que la bande passante sera rapidement très limitée. Même quelques dizaines de picofarads de capacité sur la sortie réduiront la bande passante effective et augmenteront le temps de stabilisation dans la région MHz. Et cela est également vrai si vous tamponnez la sortie avec un suiveur d'opamp - les amplis d'opération bien ajustés ne viennent pas avec des capacités d'entrée inférieures à pF, et la réduction des résistances de l'échelle R-2R augmente rapidement la consommation d'énergie au point où elle est inacceptable. . Ne vous méprenez pas, il existe des DAC R-2R à très large bande passante sur le marché, mais ce sont les types de puces que vous trouvez dans les générateurs de formes d'ondes arbitraires dans certaines étendues, et ils ont un peu de dissipateur thermique et de ventilateur en plus d'eux .

Il existe d'autres compromis que vous pouvez faire avec d'autres topologies DAC. Par exemple, les DAC delta-sigma n'ont pas d'amplificateur de sortie de tampon de précision et peuvent donc être étendus à des profondeurs de bits très élevées (24-32 bits), où R-2R - en raison du critère de tampon de sortie - dépasse rarement 12 bits . Une approximation successive est une autre topologie utilisée, qui a intrinsèquement un échantillonnage et un maintien sur la sortie qui peut être piloté avec une impédance extrêmement faible (la même raison pour laquelle, à l'inverse, les CAN SAR peuvent avoir une impédance d'entrée très élevée).

Ce que vous avez là-bas s'appelle une échelle de résistance R2R. Les circuits intégrés que vous pouvez acheter disposent également d'un tel réseau en interne, mais comme il est intégré, il est beaucoup plus facile de garantir la précision. Voir l'entrée Wikipedia pour savoir pourquoi il est si important d'avoir des valeurs de résistance exactes. Je dirais qu'il est presque impossible d'atteindre la précision des circuits intégrés avec du matériel discret.

De nombreux DAC ont également des interfaces série, vous n'avez donc pas besoin d'autant de broches de votre MCU pour les utiliser.

• Taille vs bits de résolution (dépend de l'architecture)
• Consommation d'énergie (passive, dépend également de l'architecture)
• Effets de charge (impédances d'entrée / sortie)
• Niveau des étapes de quantification dépendant des appareils connectés (voir effets de charge)
• Précision
• Précision
• Bruit
• La bande passante dépend des appareils connectés (voir effets de charge)
• Trop de composants critiques ...