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Dieser Abschnitt bietet einen Überblick über Digital-Analog-Wandler sowie ihre Anwendungen und Funktionsweisen. Werfen Sie auch einen Blick auf die Liste der 4 Hersteller von Digital-Analog-Wandler und deren Firmenranking.
Inhaltsübersicht
Digital-Analog-Wandler sind elektronische Schaltungen, die digitale Signale in analoge Signale umwandeln.
In digitalen Geräten wie PCs, Tablets und Smartphones werden verschiedene Prozesse mit digitalen Signalen durchgeführt. Wenn die Ergebnisse jedoch in Form von Ton oder Licht ausgegeben werden, handelt es sich um analoge Größen, die von digitalen Signalen in analoge Signale umgewandelt werden müssen.
Analoge Größen sind kontinuierliche Werte und die Umwandlung einer diskreten digitalen Größe in eine rein analoge Größe erfordert eine unendliche Anzahl von Ziffern, so dass der Ausgangswert eines Digital-Analog-Wandlers zwangsläufig ein Näherungswert ist. Umgekehrt wird eine Schaltung, die eine analoge Größe in eine digitale Größe umwandelt, als Analog-Digital-Wandler bezeichnet.
Digital-Analog-Wandler werden in allen digitalen Geräten eingesetzt, die ein analoges Signal ausgeben müssen.
Sie werden nicht nur in PCs, Smartphones, digitalen Audiogeräten und Fernsehgeräten mit Lautsprechern verwendet, sondern auch in Geräten mit Sprachsynthesefunktionen, wie z. B. Smart Speakers, um digitale Daten in analoge Sprachsignale umzuwandeln. In jüngster Zeit wurden auch externe DA-Wandler, z. B. mit USB-Anschluss, entwickelt, die für eine hochwertige Tonausgabe, z. B. bei hochauflösenden Tonquellen, verwendet werden.
Darüber hinaus verfügen einige Videogeräte wie PC-Monitore und Projektoren über VGA- und Cinch-Anschlüsse für die Eingabe analoger Daten und analoge Videosignale, die von Digital-Analog-Wandlern aus digitalen Daten umgewandelt wurden, werden eingegeben.
In industriellen Geräten werden analoge Signale von Digital-Analog-Wandlern ausgegeben, insbesondere in Situationen, in denen eine hochpräzise kontinuierliche Steuerung erforderlich ist.
Es gibt mehrere Umwandlungsmethoden für Digital-Analog-Wandler, aber die einfachste und kostengünstigste Methode ist die Widerstandsteilung. Sie wird manchmal auch als Widerstandsstring bezeichnet.
Bei der Widerstandsteilungsmethode werden 2^n äquivalente Widerstände zwischen der Referenzspannung und Masse in Reihe geschaltet und der Knotenpunkt zwischen den Widerständen ist der Ausgang, der eine Spannung erzeugt, die ein ganzzahliges Vielfaches von 1/2^n der Referenzspannung ist. Durch Dekodierung des digitalen Signals und Auswahl eines dieser Ausgangsknoten kann jede beliebige Spannung ausgegeben werden. Die Auflösung wird durch n bestimmt, was bedeutet, dass ein n-Bit-Digitalsignal in ein Analogsignal umgewandelt werden kann.
Die resistive Teilungsmethode ist sehr einfach und gewährleistet Monotonie, ist also linear und sehr genau, hat aber den Nachteil, dass die Schaltungsskala exponentiell ansteigt, wenn die Anzahl der Bits erhöht wird, um die Auflösung zu steigern.
Andere Umwandlungsmethoden als die resistive Teilungsmethode umfassen Methoden mit Kondensatoren, Stromquellen und Tiefpassfiltern.
Der Ausgang eines Digital-Analog-Wandlers ist im Prinzip ein diskreter Wert, der sich auch bei erhöhter Wandlungsgenauigkeit vom ursprünglichen Analogsignal unterscheidet. Dieser Unterschied wird zu Rauschen und beeinträchtigt die Qualität des analogen Signals. Auch die Qualität elektronischer Komponenten wie z. B. Lautsprecher, die hinter dem Digital-Analog-Wandler angeschlossen sind, wirkt sich auf die Qualität des analogen Signals aus.
So kann es Teile geben, die nicht allein durch die Parameter im Schaltplan dargestellt werden können und die verwendeten Komponenten müssen unter Berücksichtigung der Gesamtbalance geprüft und angepasst werden.
Digital-Analog-Wandler werden in verschiedenen Fällen eingesetzt, z. B. in industriellen Systemen, IoT-Systemen, verschiedenen Messsystemen und verschiedenen Mediensystemen und je anspruchsvoller die Systeme werden, desto höher ist die erforderliche Genauigkeit.
Bei Digital-Analog-Wandlern treten mehrere Fehler auf, die wichtigsten sind:
Die Genauigkeit eines Digital-Analog-Wandlers wird unter Einbeziehung aller drei Fehlertypen bewertet, und der gesamte unkorrigierte Fehler wird als Quadratwurzel aus (OE^2+GE^2+INL^2) ausgedrückt.
Von den drei Fehlern können OE und GE mit einfachen Codes auf dem System kalibriert werden, aber INL ist im Allgemeinen ein komplexer Code und erfordert die Speicherung vieler Parameter, da der Fehler selbst ein Fehler ist, der nicht als Funktion ausgedrückt werden kann.
Außerdem ist es wichtig, die INL-Fehler gering zu halten, da der Kalibrierungscode selbst eine nicht zu vernachlässigende Belastung für das Gesamtsystem darstellen kann.
*einschließlich Lieferanten etc.
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Rangliste in Deutschland
Ableitungsmethode| Rang | Unternehmen | Aktie lecken |
|---|---|---|
| 1 | Oehlbach Kabel GmbH | 50% |
| 2 | Sintron Distribution GmbH | 16.7% |
| 3 | Simac Electronics GmbH | 16.7% |
| 4 | Texas Instruments Incorporated | 16.7% |
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