آلية عمل وتطبيقات المحول التناظري الرقمي_DAC في شبكات الحاسوب

يقوم المحول الرقمي إلى التناظري (DAC) بتحويل إشارة الإدخال الرقمية إلى إشارة خرج تناظرية، فيتم تمثيل الإشارة الرقمية برمز ثنائي، وهو مزيج من البت 0 و 1.

ما هي آلية عمل المحول التناظري الرقمي_DAC؟

النظام الثنائي: هو عبارة عن نظام موضعي، أي نظام القيمة المكانية، حيث يمثل كل بت وجود أو عدم وجود قوة معينة من اثنين في المجموع الكلي للقوى وبعبارة أخرى، يمكن اعتبار عملية التحويل الرقمية إلى التناظرية بأكملها بمثابة عملية تحجيم، يتم تعيين العد الثنائي إلى نطاق جهد معين، حيث يكون 0V هو الحد الأدنى والحد الأقصى للجهد هو أقصى جهد ثنائي للإدخال.

يتوفر المحول التناظري الرقمي على شكل دوائر متكاملة منفصلة أو حتى مدمجة في متحكم دقيق، لكن أكثرها شيوعًا هي تلك المتوفرة كدائرة متكاملة منفصلة وأكثرها شيوعًا هي (DAC7715) و (DAC0832) و (DAC0808) وما إلى ذلك ومن أجل هذه المقالة، دعونا ننظر في (MCP4725 DAC IC) هو عبارة عن وحدة المحول التناظري الرقمي صغيرة وأنيقة تُستخدم بشكل شائع مع (Arduino) وهذا يعني أخبارًا جيدة للوثائق والمكتبات متاحة بسهولة.

فيما يلي بعض ميزات الشريحة لدى المحول التناظري الرقمي_DAC:

12 بت:

هذا أفضل بكثير من 8 بت التي تقدمها (Arduino) وإذا كان جهد الإمداد 5 فولت، فسيتم تحويل كل رقم ثنائي إلى جهد 5 فولت / (2 ^ 12) = 1.22 مللي فولت، مما يوفر دقة مذهلة ويمكن تحسين ذلك عن طريق خفض جهد الإمداد إلى 3.3 فولت وفي هذه الحالة تكون الدقة 0.8 مللي فولت أو 800 فولت.

I2C اتصالات:

تتطلب واجهة الاتصال هذه دبابيس فقط، البيانات التسلسلية والساعة التسلسلية، مما يوفر المسامير على المتحكم الذي يسحب الأوتار ويمكن أن تتراوح السرعة من 100 كيلو هرتز إلى 3.4 ميجا هرتز.

عنوان PIN:

من خلال توصيل الدبوس بـ (Vcc أو GND)، يمكن تغيير عنوان (I2C) وهذا مفيد بشكل خاص عند استخدام أجهزة متعددة.

الحزم:

يتوفر (MCP 4725) في حزمة (SOT23-6)، مما يعني أنه ليس أصغر من ترانزستور (SMD) صغير الحجم، مما يوفر مساحة كبيرة وبشكل عام، تعد (MCP 4725) شريحة قوية بالنظر إلى الحجم والميزات.

ما هي تطبيقات المحول التناظري الرقمي_DAC؟

1. معالجة الإشارات الرقمية:

من الأسهل بكثير العمل مع الإشارات بمجرد تحويلها إلى ثنائي.،فعلى سبيل المثال هو تحرير الصوت ويتم تحويل الصوت إلى ثنائي وبعد ذلك يمكن إجراء العمليات عليه ولتشغيل هذا الصوت، يتم استخدام المحول التناظري الرقمي لتحويله إلى إشارة صوتية يمكن تشغيلها على مكبر صوت.

2. إمدادات الطاقة الرقمية:

معظم المتحكمات الدقيقة بطيئة جدًا بحيث لا تكون جزءًا من حلقة التحكم في مزود الطاقة ومن أجل تغيير الجهد أو التيار لمصدر الطاقة، يمكن تغيير المرجع ويمكن القيام بذلك عن طريق توصيل المحول التناظري الرقمي، بإخراج متحكم دقيق واستخدام ذلك لتغيير الجهد المرجعي إلى قيمة محددة مسبقًا.

ما هي مزايا المحول التناظري الرقمي_DAC؟

مزايا المحول التناظري الرقمي هي:

• دائرة المقاومة الموزونة هي أسرع دائرة تحويل مقارنة بالطرق الأخرى.

• يمكن تحقيق دقة عالية ودقة.

• (DAC) سهلة التنفيذ.

ما هي عيوب المحول التناظري الرقمي_DAC؟

عيوب المحول التناظري الرقمي هي:

• يجب أن تكون مستويات الجهد متطابقة تمامًا لجميع المدخلات في (DAC) للمقاومات الموزونة وعلى سبيل المثال يتطلب محول 4 بت وأيضاً 4 مقاومات.

• دائرة المقاوم المرجحة الثنائية التي تتطلب (Op-Amps) غالية الثمن.

• إن تبديد الطاقة لدائرة المقاومات المرجحة الثنائية مرتفع جدًا.

• في محولات (R-2R Ladder)، يحدث التأخير لأن الدائرة تحتاج إلى التبديل بناءً على المدخلات.

• خطأ الكسب، خطأ الإزاحة، عدم الخطية يحدث عادة بسبب المقاومات المستخدمة في الدائرة.