Convertitore digitale-analogico: differenze tra le versioni

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Una larga diffusione ad uso domestico dei DAC si ha nei riproduttori digitali di suoni, nel controllo dell'apertura del diaframma nelle macchine fotografiche, nei controlli digitali (volume, luminosità) dei televisori e in tutte quelle situazioni nelle quali un'informazione numerica deve controllare una grandezza di tipo analogico.
 
Le caratteristiche del DAC hanno più o meno rilevanza a seconda dell'impiego; ad esempio la "risoluzione" è estremamente importante per le misure di precisione e la riproduzione di brani musicali ad alta fedeltà, e la qualità sarà tanto più alta, quanto maggiore sarà la grandezza massima riproducibile sul suo ingresso digitale. Si va dagli 8 bit (256 livelli di tensione) dei DAC più semplici (telecomandi, ecc.), ai 12 bit per i controlli di precisione (strumenti di misura, [[multimetro|multimetri]], [[oscilloscopio|oscilloscopi]]), ai 16 bit per i riproduttori musicali ad alta fedeltà (16 bit permettono di riprodurre una [[dinamica (musica)|dinamica]] di 96 [[decibel|dB]]), fino ad arrivare al DVD che, con i suoi 24 bit di risoluzione, consente una dinamica teorica di ben 144 dB.
 
All'aumentare della risoluzione, però, corrisponde un maggior numero di elaborazioni per ottenere la tensione d'uscita; in altre parole, più è elevata la risoluzione del DAC e più la sua elaborazione ne risulterà rallentata. Pertanto, la scelta della risoluzione dovrà obbligatoriamente tenere conto della velocità del dispositivo impiegato, rispetto all'utilizzo al quale è destinato.
 
== Struttura circuitale ==
* ''DAC a resistenze di Emettitore potenza del 2''
I convertitori DAC a commutazione di corrente hanno una coppia differenziale per pilotare le linee di uscita (Io e -Io) e ricevono la corrente da commutare dal collettore di un transistor tipicamente bipolare, il cui emettitore ha una singola resistenza verso l'alimentazione negativa. La base di tutti i transistor è pilotata dal servosistema di riferimento; la loro uscita è tipicamente una corrente e, se il riferimento è un segnale esterno, il DAC diventa DAC Moltiplicatore.
 
* ''DAC a rete R-2R''
I convertitori DAC a commutazione di corrente hanno una coppia differenziale per pilotare le linee di uscita (Io e -Io) e ricevono la corrente da commutare dal collettore di un transistor tipicamente bipolare, il cui emettitore ha una singola resistenza verso l'alimentazione negativa.
La singola resistenza di Emettitore dà problemi costruttivi, a causa del grande rapporto tra la resistenza dell'MSB e quella dell'LSB. Una tecnica in grado di rendere facile la costruzione di reti con un ottimo comportamento in un'ampia variazione termica è la R-2R, dove i valori della rete sono solo due, e quindi mettendo 2N+1 resistenze nel circuito avremo una rete ad N bit. L'uscita di questo convertitore è quasi sempre una corrente.
La base di tutti i transistor è pilotata dal servosistema di riferimento; la loro uscita è tipicamente una corrente e, se il riferimento è un segnale esterno, il DAC diventa DAC Moltiplicatore
 
* DAC a rete R-2R
La singola resistenza di Emettitore dà problemi costruttivi, a causa del grande rapporto tra la resistenza dell'MSB e quella dell'LSB.
 
Una tecnica in grado di rendere facile la costruzione di reti con un ottimo comportamento in un'ampia variazione termica è la R-2R, dove i valori della rete sono solo due, e quindi mettendo 2N+1 resistenze nel circuito avremo una rete ad N bit.
 
L'uscita di questo convertitore è quasi sempre una corrente.
 
* DAC flash
 
* ''DAC flash''
Questo convertitore è un convertitore a resistenza d'emettitore singola o a rete R-2R, il cui dato d'ingresso passa attraverso un [[flip-flop]] D, aggiunto per evitare il [[jitter]] e migliorare i percorsi dei segnali all'interno del componente.
 
* ''DAC CMOS moltiplicante''
Se le linee della rete R-2R sono commutate direttamente senza passare attraverso un transistor, ed al nodo principale viene fornito un segnale, questo circuito moltiplica il dato d'ingresso D per la tensione d'ingresso ottenendo <math>Vu = D / 2^N</math>. L'uscita di questo convertitore è una tensione.
 
Se le linee della rete R-2R sono commutate direttamente senza passare attraverso un transistor, ed al nodo principale viene fornito un segnale, questo circuito moltiplica il dato d'ingresso D per la tensione d'ingresso ottenendo <math>Vu = D / 2^N</math>.
 
L'uscita di questo convertitore è una tensione.
 
* DAC ad 1 bit o [[Modulazione Sigma-Delta|convertitore Sigma-Delta]]
 
Usando una tecnica di [[sovracampionamento]] si può commutare la tensione di pilotaggio di un integratore, la cui uscita sarà filtrata a frequenza molto inferiore.
 
Questo convertitore è a basso costo e rende grandi risoluzioni senza necessità di circuiti precisi, infatti la precisione avviene digitalmente all'interno della logica di pilotaggio, e le sole parti precise saranno la tensione di riferimento e la velocissima frequenza di clock.
 
L'uscita di questo convertitore è una tensione.
 
* DAC a capacità commutate
 
* ''DAC ad 1 bit o [[Modulazione Sigma-Delta|convertitore Sigma-Delta]]''
Questo convertitore è spesso usato nei microcontrollori, e la sua attività si svolge nello scambio di carica tra un riferimento (destinato a caricare un [[condensatore MOS]]) ed un punto di misura.
Usando una tecnica di [[sovracampionamento]] si può commutare la tensione di pilotaggio di un integratore, la cui uscita sarà filtrata a frequenza molto inferiore. Questo convertitore è a basso costo e rende grandi risoluzioni senza necessità di circuiti precisi, infatti la precisione avviene digitalmente all'interno della logica di pilotaggio, e le sole parti precise saranno la tensione di riferimento e la velocissima frequenza di clock. L'uscita di questo convertitore è una tensione.
 
* ''DAC a capacità commutate''
La tensione d'uscita è data dalla posizione dei commutatori [[CMOS]].
Questo convertitore è spesso usato nei microcontrollori, e la sua attività si svolge nello scambio di carica tra un riferimento (destinato a caricare un [[condensatore MOS]]) ed un punto di misura. La tensione d'uscita è data dalla posizione dei commutatori [[CMOS]].
 
== Voci correlate ==
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