qatem.ru

Цифро-аналоговые преобразователи

Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), принцип работы, типы

Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) — предназначены для преобразования цифровых сигналов в аналоговые.

Такое преобразование необходимо, например, при восстановлении аналогового сигнала, предварительно преобразованного в цифровой для передачи на большое расстояние или хранения (таким сигналом, в частности, может быть звук).

Другой пример использования такого преобразования — получение управляющего сигнала при цифровом управлении устройствами, режим работы которых определяется непосредственно аналоговым сигналом (что, в частности, имеет место при управлении двигателями).

{xtypo_quote}К основным параметрам ЦАП относят разрешающую способность, время установления, погрешность нелинейности и др.{/xtypo_quote}

Разрешающая способность — величина, обратная максимальному числу шагов квантования выходного аналогового сигнала.

Время установления tуст — интервал времени от подачи кода на вход до момента, когда выход­ной сигнал войдет в заданные пределы, определяемые погрешностью.

Погрешность нелинейности — максимальное отклонение графика зависимости выходного напряжения от напряжения, задаваемого цифровым сигналом, по отношению к идеальной прямой во всем диапазоне преобразования.

Как и рассматриваемые аналого-цифровые преобразователи (АЦП), ЦАП являются «связующим звеном» между аналоговой и цифровой электроникой. Существуют различные принципы построения АЦП.

Схема ЦАП с суммированием весовых токов

На рис. 3.88 приведена схема ЦАП с суммированием весовых токов.

Ключ S5 замкнут только тогда, когда разомкнуты все ключи S1…S4 (при этом uвых= 0). U0

— опорное напряжение. Каждый резистор во входной цепи соответствует определенному разряду двоичного числа.

По существу этот ЦАП — инвертирующий усилитель на основе операционного усилителя. Анализ такой схемы не представляет затруднений. Так, если замкнут один ключ

S1, то uвых= −U0Roc/ R

что соответствует в первом и нулям в остальных разрядах.

Из анализа схемы следует, что модуль выходного напряжения пропорционален числу, двоичный код которого определяется состоянием ключей S1…S4. Токи ключей S1…S4 суммируются в точке «а», причем токи различных ключей различны (имеют разный «вес»). Это и определяет название схемы.

Из вышеизложенного следует, что uвых= − ( U0Roc / R ) · S1 − ( U0Roc / (R/2) ) · S2 – − ( U0Roc / (R/4) ) · S3 − ( U0Roc / (R/8) ) · S4 = = − ( U0Roc / R ) · ( 8S4 + 4S3 + 2S2 + S1)

где Si ,i = 1, 2, 3, 4 принимает значение 1, если соответствующий ключ замкнут, и 0, если ключ разомкнут.

Состояние ключей определяется входным преобразуемым кодом. Схема проста, но имеет недостатки: значительные изменения напряжения на ключах и использование резисторов с сильно отличающимися сопротивлениями. Требуемую точность этих сопротивлений обеспечить затруднительно.

Цап на основе резистивной матрицы r — 2r

Рассмотрим Цап на основе резистивной матрицы r — 2r(матрицы постоянного сопротивления) (рис. 3.89).

В схеме использованы так называемые перекидные ключи S1…S4, каждый из которых в одном из состояний подключен к общей точке, поэтому напряжения на ключах невелики.

Ключ S5 замкнут только тогда, когда все ключи S1…S4 подключены к общей точке. Во входной цепи использованы резисторы всего с двумя различными значениями сопротивлений.

Из анализа схемы можно увидеть, что и для нее модуль выходного напряжения пропорционален числу, двоичный код которого определяется состоянием ключей S1…S4. Анализ легко выполнить, учитывая следующее. Пусть каждый из ключей S1…S4 подключен к общей точке.

Тогда, как легко заметить, напряжение относительно общей точки в каждой следующей из точек «a»…«d» в 2 раза больше, чем в предыдущей.

К примеру, напряжение в точке «b» в 2 раза больше, чем в точке «а» (напряжения Uа, Ub, Uc и Ud в указанных точках определяются следующим образом:

Ua = U0

Uc = U0 / 2

Ub = U0 / 4

Ud = U0 / 8

Допустим, что состояние указанных ключей изменилось. Тогда напряжения в точках «a»…«d» не изменятся, так как напряжение между входами операционного усилителя практически нулевое.

Из вышеизложенного следует, что:

uвых= − ( U0Roc / 2R ) · S4 − ( (U0/2) Roc / 2R ) · S3 –  ( (U0/4) Roc / 2R ) · S2 − ( (U0/8) Roc / 2R ) · S1 =  − ( U0Roc/ 16R) · ( 8S4+ 4S3+ 2S2 + S1)

где Si , i = 1, 2, 3, 4 принимает значение 1, если соответствующий ключ замкнут, и 0, если ключ разомкнут.

Цап для преобразования двоично-десятичных чисел

Рассмотрим Цап для преобразования двоично-десятичных чисел (рис. 3.90).

Для представления каждого разряда десятичного числа используется отдельная матрица R − 2R (обозначены прямоугольниками). Z0…Z3 обозначают числа, определенные состоянием ключей каждой матрицы R − 2R. Принцип действия становится понятным, если учесть, что сопротивление каждой матрицы R, и если выполнить анализ фрагмента схемы, представленного на рис. 3.91. Из анализа следует, что

U2 = U1 · [ ( R||9R) / (8,1R + R||9R) ]

R||9R = (R · 9R) / (R + 9R) = 0,9R

Следовательно, U2 = 0,1 U1. С учетом этого получим

uвых= − ( U0Roc / 16R ) · 10−3 ( 103 · Z3 + 102 · Z2 + 10 · Z1 + Z0)

Наиболее распространенными являются ЦАП серий микросхем 572, 594, 1108, 1118 и др. В табл. 3.2 приведены…

Параметры некоторых ЦАП

Источник: http://pue8.ru/silovaya-elektronika/919-tsifroanalogovye-preobrazovateli.html

6 лучших цифро-аналоговых преобразователей

Многие люди до сих пор не знают о том, насколько полезными устройствами являются цифро-аналоговые преобразователи (или, как их ещё называют, внешние ЦАПы). Такой девайс конвертирует цифровой аудиосигнал в аналоговый, передавая его на наушники или акустическую систему.

При этом он справляется со своей задачей лучше, чем, например, blu-ray плеер. Это позволяет наслаждаться качественным звуком, к которому не будет никаких претензий. Особенно если вы используете очень хорошие колонки, да и сам ЦАП не подкачал.

О лучших цифро-аналоговых преобразователях читайте ниже.

Цифро-аналоговый преобразователь какой фирмы выбрать

Работать со звуком крайне сложно. Существует множество алгоритмов его обработки, благодаря которым цифровая музыка превращается в аналоговую. Для реализации наиболее качественных из них требуются очень дорогие комплектующие. Нужно ли говорить, что некоторые производители от них отказываются, стремясь сэкономить несколько долларов на каждом устройстве?

Если вы не желаете разочароваться в покупке, то обратите внимание на товары следующих компаний:

1. FiiO

2. DENON

3. Arcam

4. Cambridge Audio

5. S.M.S.L.

Эти производители собаку съели на создании качественной аудиотехники. В их продукции вы можете не сомневаться. Хотя разочаровывающие своим качеством изделия всё же попадаются — в основном это касается самых дешевых ЦАПов.

Лучшие компактные цифро-аналоговые преобразователи

M-Audio Super DAC

Это устройство представляет собой относительно небольшую коробочку, большую часть верхней панели которой занимает поворотный регулятор. Присутствуют здесь и несколько светодиодных индикаторов, свидетельствующих о статусе работы и выбранной частоте дискретизации.

M-Audio Super DAC может взаимодействовать с самыми разными устройствами. На одном из его торцов имеется миниатюрный переключатель. С его помощью можно выбрать, что именно сейчас подключено к преобразователю — наушники или колонки. Во втором случае сила звука будет увеличена.

Также покупателей должны порадовать два разъема для наушников: мини-джек и полноценный 6,3-миллиметровый джек. Второй разъем является позолоченным, он используется для подключения самых дорогих наушников без применения переходника. Питание ЦАП получает через USB-разъем.

Достоинства:

• В комплекте есть блок питания;
• Симпатичный внешний вид;
• Шесть частот дискретизации на выбор;
• Два гнезда для наушников;
• Удобные переключатели;
• Имеются оптический, коаксиальный и линейный выходы;
• Используется качественный аудиочип от Wolfson;
• Миниатюрные размеры.

Недостатки:

• Перед первым использованием придется установить драйвера;
• Стоимость понравится не каждому.

Arcam miniBlink

Очень небольшой цифро-аналоговый преобразователь, который внешне не похож ни на одну другую модель. При взгляде на него возникают ассоциации с черным яйцом или летающей тарелкой.

В отличие от большинства конкурентов, девайс располагает беспроводным модулем Bluetooth с поддержкой aptX. Если этим же цифровым кодеком наделен ваш смартфон, то на выходе вы получите замечательное качество звучания, близкое к CD-Audio.

Среди других поддерживаемых кодеков — AAC и SBC.

Устройство можно использовать только в беспроводном режиме. На его корпусе можно обнаружить лишь два разъема — micro-USB и мини-джек. К последнему подключаются наушники или небольшие колонки. Покупка Arcam miniBlink рекомендуется только тем, кто имеет в своём смартфоне поддержку технологии aptX, но не располагает беспроводной гарнитурой, умеющий декодировать такой сигнал.

Достоинства:

• Коэффициент гармоник не превышает 0,002%;
• Стильный дизайн;
• Поддержка кодека aptX;
• Беспроводной метод приема сигнала;
• Качественный центральный аудиопроцессор PCM 5102;
• Отсутствие каких-либо серьезных настроек;
• Очень маленькие размеры.

Недостатки:

• Нет кнопки включения;
• Высокая стоимость;
• Не принимает звук по проводу.

FiiO DO3K Taishan

Размеры этого устройства составляют 62 x 21 x 49 мм. Иногда кажется, что большую часть преобразователя занимают разъемы — настолько компактная сюда встроена электроника. Девайс легко можно спрятать куда-нибудь за телевизор, чтобы он лишний раз не попадался на глаза.

Подключать к нему можно самую разную технику — те же телевизоры, либо мини-системы (музыкальные центры), или даже игровые приставки. Для подключения используются коаксиальный и оптический входы.

USB-разъем используется только блоком питания, к компьютеру с его помощью подключить ЦАП не получится.

Цифро-аналоговый преобразователь способен существенно улучшить звук. Усиление достигает 3,5 дБ. Коэффициент гармоник здесь не превышает 0,01%, что весьма неплохо для столь компактного устройства. В числе выходов здесь присутствуют RCA и мини-джек. Стало быть, можно послушать музыку и в наушниках. Пожалуй, FiiO DO3K Taishan представляет собой лучшее соотношение цены и качества.

Достоинства:

• Поддержка сигнала вплоть до 192 кГц/24 бит;
• Миниатюрные габариты;
• Нашлось место для коаксиального и оптического входа;
• Адаптер питания имеется в комплекте;
• Присутствуют позолоченные разъемы;
• Имеется световой индикатор получения сигнала;
• Относительно невысокий ценник.

Недостатки:

• В наушниках звук всё же может показаться не самым лучшим;
• Нет регулировки выходного сигнала.

Лучший цифро-аналоговый преобразователь для ПК

M-Audio Micro DAC 24/192

Этот гаджет вполне может считаться внешней звуковой картой. Он подключается к USB-порту, а его размеры едва превышают габариты обычной флэшки.

При этом на корпусе можно обнаружить несколько светодиодных индикаторов. На торце же находятся два разъема — мини-джек и цифровой оптический выход.

Кабель для второго разъема уже имеется в комплекте — это приятно, так как покупать его отдельно достаточно накладно.

Девайс располагает переключателем коэффициента усиления. Это позволяет подключать к нему самые разные наушники, отличающиеся по своему сопротивлению.

USB-штекер и аналоговый 3,5-миллиметровый разъем являются позолоченными. Это должно исключить помехи и повысить стабильность электрического соединения. От внешних помех защищают SMD-компоненты.

Отчасти их применение сказалось на стоимости продукта, которую нельзя назвать низкой.

Достоинства:

• Алюминиевый корпус, приятный на ощупь;
• Поддержка аудиосигнала вплоть до 24 бит/192 кГц;
• На корпусе имеется оптический выход и 3,5-миллиметровый разъем;
• Используется переключатель усиления;
• В комплекте присутствует оптический кабель;
• Работает с Windows и MacOS;
• Компактные габариты;
• USB и мини-джек позолочены.

Недостатки:

• Ценник кажется завышенным;
• Количество аудиовыходов устроит не каждого.

Лучшие стационарные цифро-аналоговые преобразователи

Atoll DAC 100SE

Очень дорогой Hi-Fi компонент, который придаст музыке глубину и насыщенность. Корпус устройства прошел через специальную обработку, в результате чего он полностью защищен от вибрации и внешних помех.

Устойчивости способствуют и резиновые ножки, на которых прибор стоит. Передняя панель здесь является пристанищем для нескольких кнопок и световых индикаторов. Разъемы же находятся на задней стенке.

Среди них можно обнаружить линейный (RCA), оптический и коаксиальный выходы.

В качестве центрального аудиопроцессора здесь используется Burr-Brown PCM 1796, сходящий с конвейера Texas Instruments. Также под корпусом скрываются два отдельных трансформатора Zarel, которые несут ответственность за аналоговую и цифровую секции.

Читайте также:  Автономная автомобильная сирена

Ещё в схематехнике Atoll DAC 100SE присутствуют семь стабилизированных источников питания. Всё это привело к очень низкому коэффициенту гармоник. Использовать ЦАП можно в паре с телевизором, игровой консолью, CD-проигрывателем и прочей подобной техникой.

Достоинства:

• Антивибрационный алюминиевый корпус;
• Очень долгий срок службы;
• Два силовых трансформатора, отвечающих за разные секции;
• Коаксиальный, линейный и оптический выходы;
• В числе входов — USB, три оптических и три коаксиальных;
• Коэффициент гармонических искажений — лишь 0,001%;
• Один из лучших аудиопроцессоров.

Недостатки:

• Ценник отпугнёт многих потенциальных покупателей;
• Пульт ДУ продается отдельно;
• Нет выхода на наушники.

Cambridge Audio DacMagic 100

Цифро-аналоговый преобразователь с внешним видом на любителя. Его лицевая панель наделена двумя рядами световых индикаторов, один из которых говорит о текущей частоте дискретизации.

Устройство можно подключить к игровой консоли, телевизору, музыкальному центру и прочей аудио- и видеотехнике. Для этого предназначены два коаксиальных и один оптический разъем.

Также разработчики добавили возможность принимать сигнал с компьютера, для чего используется USB-вход.

Внутри этого преобразователя находится аудиопроцессор Wolfson WM8742. Стоимость устройства — весьма невысокая для такого класса, в связи с чем самого низкого коэффициента гармоник ждать не стоит. Равно как разочаровать способно число выходов, в которое входит только линейный разъем (RCA). В наш рейтинг преобразователь попал только благодаря качеству звучания и продолжительному сроку службы.

Достоинства:

• Металлический корпус;
• Качественный центральный аудиопроцессор;
• Приличное число входов;
• Не самый высокий коэффициент гармоник (0,0025%);
• Шесть частот дискретизации на выбор;
• Стоимость большая, но не завышенная.

Недостаток:

• Минимальное количество аудиовыходов.

Какой цифро-аналоговый преобразователь купить

1. Если вы желаете получить компактное устройство с возможностью регулировки частоты дискретизации, то выберите M-Audio Super DAC.

2. В сторону Arcam miniBlink следует смотреть владельцам смартфонов, наделенных цифровым кодеком aptX.

3. FiiO DO3K Taishan — это оптимальное соотношение цены к качеству. Устройство наделено не самым большим числом разъемов, но и стоит оно весьма недорого.

4. Для вывода качественного звука с компьютера следует использовать M-Audio Micro DAC 24/192. Но при этом вам предстоит обзавестись акустикой с оптическим входом или очень хорошими наушниками.

5. Atoll DAC 100SE и Cambridge Audio DacMagic 100 созданы для любителей Hi-Fi оборудования. Эти преобразователи способны принимать цифровой сигнал с нескольких устройств одновременно, превращая его в аналоговый и отправляя на акустику.

Источник: https://vyboroved.ru/tsifrovaya-tehnika/802-luchshie-tsifro-analogovye-preobrazovateli-po-otzyvam-polzovatelej.html

Внешние ЦАПы – купить внешний цап, цифро-аналоговый преобразователь, USB ЦАП, DAC

Внешние ЦАП-ы (цифро-аналоговые преобразователи) используются в аудиотехнике довольно давно и хорошо известны опытным меломанам.

Изначально внешний ЦАП (DAC) был придуман для того, чтобы улучшить качество звучания CD плееров, встроенные преобразователи которых часто не отличаются совершенством.

Подключив внешний ЦАП к соответствующему выходу проигрывателя, можно “обойти” его электронику, отвечающую за преобразование и обработку музыкального сигнала, снимаемого с CD.

Впрочем, решая одну проблему, внешние ЦАП-ы порождали другие – например, значительный рост уровня джиттера цифрового сигнала при его передаче.

Для того, чтобы снизить уровень джиттера, разработчики используют во внешних ЦАП-ах специальные буферные схемы, упорядочивающие цифровой поток.

Еще одним решением этой задачи является перетактирование цифрового сигнала в ЦАП-е и даже подача частоты с его задающего генератора обратно в плеер – разумеется, если такая возможность предусмотрена конструкцией последнего.

Однако по настоящему популярными внешние ЦАП-ы стали в последнее время, в связи с широким использованием компьютеров в качестве источников сигнала.

Встроенные звуковые карты ПК, как правило, не обеспечивают по-настоящему высокого качества звука, в то время как качественные “файловые” музыкальные записи становятся вполне доступными.

Внешний цифро-аналоговый преобразователь, оснащенный разъемом USB, в большинстве случаев обеспечивает лучший звук, чем встроенные звуковые карты, оставив ПК только роль удобного “транспорта”.

• Миниатюрный внешний ЦАП начального уровня, который вы можете использовать как стационарно, так и вне дома. Питание от USB или 220В (адаптер в комплекте), цифровые оптический и коаксиальный входы. Поддержка сигнала до 192 кГц / 24 бит.
• Миниатюрный цифро-аналоговый преобразователь в алюминиевом корпусе с поддержкой 24 бит / 192 кГц, входы: USB, выходы: на наушники, оптический, габариты 71 х 23 х 10 мм.
• Компактный цифро-аналоговый преобразователь/усилитель для наушников в алюминиевом корпусе, ЦАП Sabre ESS9023, вход: miniUSB, выходы: линейный мини-джек, габариты 30х10х54 мм, вес 100 г.
• Миниатюрный цифро-аналоговый приемник Bluetooth aptX, ЦАП PCM5105, выходы: 3,5 мм мини-джек, габариты 60 х 30 х 75 мм, вес 40 г.
• Миниатюрный цифро-аналоговый преобразователь, Wolfson WM8742, 3 цифровых входа, USB до 24 бит/192 кГц, внешний источник питания 12В.
• Беспроводной цифро-аналоговый преобразователь с поддержкой Bluetooth aptX, ЦАП PCM5102, выходы: RCA, цифровой коаксиальный, габариты 75 х 100 х 26 мм, вес 350 г.
• Внешний USB ЦАП с выходом на наушники и функцией предусиления, ЦАПы Wolfson WM8740, апсемплинг до 24-бит/384 кГц, частотный диапазон 20 Гц – 20 кГц, отношение сигнал/шум -112 дБ, разъёмы USB, S/PDIF, XLR, RCA.
• Цифро-аналоговый преобразователь на базе чипа Sabre ESS ES9016K2M, поддержка Bluetooth, входы: 2 коаксиальных, 2 оптических, асинхронный USB-порт (24 бит/384 кГц, DSD128), выходы: 2 RCA (фикс./рег.), 3,5 мм для наушников, габариты 194х44х124 мм, вес 1,1 кг.
• Компактный цифро-аналоговый преобразователь со встроенным ММ-фонокорректором и функцией АЦП, ЦАП Cirrus Logic CS4390, АЦП Texas Instruments PCM4202, поддержка DSD, входы: USB, RCA, выходы: наушники, RCA, габариты 155х49х185 мм, вес 1,5 кг.
• Усилитель для наушников со встроенным ЦАП, мощность 2 х 800 мВт (32 Ом), ЦАП Cirrus-Logic CS4398, поддержка HD PCM и DSD, входы 2 USB, 2 оптических, коаксиальный, линейный, габариты 250 x 90 x 270 мм, вес 5 кг.
• Цифро-аналоговый преобразователь с усилителем для наушников, ЦАП 2 х AK4490EQ, входы: RCA, 3,5 мм коаксиальный/оптический, коаксиальный, оптический, асинхронный USB-порт (тип B, до 32 бит/384 кГц PCM, до 11,2 МГц DSD), выходы: RCA, XLR, два 6,3 мм гнезда для наушников, габариты 290х81х249 мм, вес 4,2 кг.
• Цифро-аналоговый преобразователь/предусилитель, Analog Devices AD1955, 24 бит/384 кГц, входы: 3 коаксиальных, 4 оптических, балансный XLR, USB, USB-порт для Bluetooth-адаптера BT100, выход на наушники 6,3 мм, габариты 430х115х360 мм.
• Цифро-аналоговый преобразователь высшего класса, флагманская модель, ЦАП AK4497, поддержка PCM (до 768 кГц) и DSD256, входы: RCA, 3,5 мм коаксиальный/оптический, коаксиальный, оптический, USB-порт, Bluetooth, выходы: RCA, XLR, наушники, габариты 290х85х249 мм, вес 4,2 кг.
• Термостатированный кварцевый генератор TEAC Reference OCXO (10 МГц), поддержка PCM (до 768 кГц) и DSD512, выходы: 4 BNC, габариты 290х85х249 мм, вес 3,6 кг.
• Цифро-аналоговый преобразователь с функцией усилителя наушников, мощность: 2 х 130 мВт (600 Ом), ЦАП PCM1795, PCM (до 32 бит/192 кГц) и DSD128, входы: оптический, коаксиальный, USB, выходы: RCA, 6,3 мм для наушников, габариты 182 х 73 х 277 мм, вес 3,3 кг.
• Цифро-аналоговый преобразователь с функциями предусилителя, ЦАП ESS Sabre, работа в классе А, входы: 3 х RCA, XLR, 2 х коаксиальных, оптический, асинхронный USB, HDMI I2S, выходы: RCA, XLR, наушники, габариты 432х76х305 мм, вес 6,1 кг.
• Цифро-аналоговый преобразователь с ЖК-дисплеем и поддержкой формата 24 бит / 192 кГц и DSD, ЦАП Wolfson WM8741, 5 переключаемых цифровых фильтров, входы: коаксиальный, оптический, USB, выходы: RCA, XLR, наушники 2 х 6,3 мм + 3,5 мм, габариты 330 х 55 х 300 мм.
• Интегрированный усилитель с цифровыми входами, мощность: 2 х 100 Вт (8 Ом), ЦАП ES9018K2M, PCM (до 24 бит/192 кГц) и DSD128, входы: оптический, USB, габариты 215х55х355 мм, вес 4,7 кг.
• Цифро-аналоговый преобразователь с функцией усилителя наушников, мощность: 94 мВт (300 Ом), алюминиевый корпус в фирменном дизайне, ЦАП на базе FPGA, PCM (до 32 бит/768 кГц) и DSD512, Bluetooth входы: оптический, коаксиальный, 2 х Micro USB, выходы: 6,3 мм и 3,5 мм для наушников, RCA, пульт ДУ, емкость 2600 мА·ч, габариты …
• Цифро-аналоговый преобразователь с поддержкой потока 32 бит и DSD и работой в режиме предусилителя, ЦАП Burr-Brown PCM1795, входы: коаксиальный, 2 оптических, асинхронный USB, выходы: RCA, XLR, оптический, коаксиальный, наушники, габариты 364х81х279 мм, вес 5,4 кг.
• Цифро-аналоговый преобразователь с раздельным питанием цифровой и аналоговой частей, ESS Sabre ES9023, 24 бит/192 кГц, входы: 2 оптических, 2 коаксиальных, USB (асинхронный XMOS), инверсия фазы 180 градусов, габариты 440 x 89 x 395 мм, вес 9,5 кг.
• Цифро-аналоговый преобразователь с выходом на лампах 6922, ЦАП ESS Sabre ES9023, 24 бит / 192 кГц, входы: 2 оптических, 2 коаксиальных, USB, выходы: RCA, XLR, габариты 438х89х394 мм, вес 9,5 кг.
• Цифро-аналоговый преобразователь с DSD и PCM-секциями, двойной дифференциальный ЦАП с четырьмя чипами Burr-Brown на канал, DSP-апсемплинг 56 бит, входы: 4 коаксиальных, BNC, оптический, AES/EBU, асинхронный USB (до 32 бит/384 кГц, DSD64/128/256/512), выходы: XLR, RCA, коаксиальный, 6,3 мм для наушников, габариты 270х95х270 мм, вес 4 кг.
• Усилитель для наушников с цифровыми входами и поддержкой формата DXD 32 бит / 384 кГц и DSD, ЦАП Spartan 6 на базе FPGA, Bluetooth, входы: коаксиальный (BNC), оптический, 2 х USB (тип B), выходы: RCA, XLR, наушники 2 х 6,3 мм + 3,5 мм, габариты 235 х 45 х 255 мм, вес 3 кг.
• Цифро-аналоговый преобразователь на базе программируемой вентильной матрицы Spartan 6 со встроенными сетевыми функциями и предусилителя, входы: коаксиальный, оптический, AES/EBU, асинхронный USB, I2S (HDMI, принимает нативный DSD), Ethernet, выходы: RCA, XLR, пульт ДУ, габариты 430х70х360 мм, вес 8,1 кг.
• Высококачественный цифро-аналоговый преобразователь с поддержкой DSD, ЦАП PCM1792A, 32 бит / 384 кГц, DSD, входы: USB, 2 коаксиальных, 2 оптических, AES/EBU, выходы: RCA, XLR, габариты 440 х 92 х 400 мм, вес 11 кг.
• Цифро-аналоговый преобразователь с поддержкой Bluetooth aptX, ЦАП AK4490EQ, входы: оптический, 2 коаксиальных, AES/EBU, USB, Word Clock, выходы: XLR, RCA, оптический, коаксиальный, Word Clock, габариты 438х95х413 мм, вес 12,7 кг.
• ЦАП со встроенным усилителем для наушников, программируемая вентильная матрица Xilinx Artix 7, поддержка аудио до 32 бит/768 кГц и DSD512, мощность 288 мВт (300 Ом), входы 2 оптических, 2 BNC, USB, выходы для наушников 2 х 6,3 мм, 3,5 мм, RCA, XLR, 2 BNC, габариты 235х46х223 мм, вес 2,5 кг.
• Высококлассный цифро-аналоговый преобразователь, поддержка DSD, система подавления джитера, входы: I2S, коаксиальный, AES/EBU, TosLink, USB, выходы: RCA, XLR, габариты 430 x 100 x 360 мм, вес 13,5 кг.
• Цифро-аналоговый преобразователь со встроенным сетевым клиентом и обработкой сигналов в формате DSD, FPGA-матрица, поддержка PCM (до 352,8 кГц) и DSD128, входы: коаксиальный, оптический, AES/EBU, USB, 2 х I2S), Bridge II: LAN, выходы: RCA, XLR, габариты 430х100х360 мм, вес 13,5 кг.
• Цифро-аналоговый преобразователь высшего класса со встроенным сетевым клиентом, ЦАП ESS Sabre ES9008S, поддержка PCM (до 384 кГц) и DSD256, входы: коаксиальный, оптический, AES/EBU, BNC, LAN, выходы: RCA, XLR, габариты 435х95х435 мм, вес 11 кг.
• Цифро-аналоговый преобразователь высшего класса со встроенным сетевым клиентом, ЦАП ESS Sabre ES9008S, поддержка PCM (до 384 кГц) и DSD256, входы: коаксиальный, оптический, AES/EBU, BNC, LAN, выходы: 8 х RCA, 8 х XLR, габариты 435х95х435 мм, вес 11 кг.
• Комплект из цифро-аналогового преобразователя высшего класса со встроенным сетевым клиентом и внешнего блока для питания фирменных компонентов MERGING. ЦАП ESS Sabre ES9008S, поддержка PCM (до 384 кГц) и DSD256, входы: коаксиальный, оптический, AES/EBU, BNC, LAN, выходы: RCA, XLR, габариты 435х95х435 мм, вес 11 кг. Внешний блок …
• Комплект из цифро-аналогового преобразователя высшего класса со встроенным сетевым клиентом и внешнего блока для питания фирменных компонентов MERGING. ЦАП ESS Sabre ES9008S, поддержка PCM (до 384 кГц) и DSD256, входы: коаксиальный, оптический, AES/EBU, BNC, LAN, выходы: 8 х RCA, 8 х XLR, габариты 435х95х435 мм, вес 11 кг …
• Цифро-аналоговый преобразователь, BurrBrown PCM1792, 24 бит / 192 кГц, 2 коаксиальных, 3 оптических входа, AES/EBU, USB 24/192 кГц, габариты (ШхВхГ) 440 х 60 х 280 мм. Пульт Д/У в комплекте.
• Цифро-аналоговый преобразователь, Burr-Brown PCM 1796, USB 24 бит / 96 кГц, 3 коаксиальных, 3 оптических входа, габариты (ШхВхГ) 320х60х210 мм, вес 2 кг.

Читайте также:  Mmc/sd диктофон на pic16f877a

Данные отзывы написаны реальными покупателями внешних ЦАПов в нашем магазине. Мы не публикуем фамилии клиентов из соображений сохранности персональных данных. Покупая у нас тот или иной товар, вы также имеете возможность добавить свой отзыв.

Качество звука хорошо сбалансировано, динамический диапазон хороший, при динамичной музыке современный рок звуковая сцена в кучу не сваливается или почти не сваливается качество звука сохраняется на должно уровне Драйвер под 10 в самый раз Все стало без проблем.

Неожиданно тяжелый для своих миниатюрных размеров. Внешне очень аккуратный, с качественной сборкой и отделкой. Свою функцию выполняет без нареканий.

Купил этот ЦАП на замену Marantz HD-DAC1, так как у последнего при очень хорошем звучании есть особенность, которая мне не нравится-при каждой остановке воспроизведения слышны щелчки реле, если хочешь быстро пролистать альбом по трекам, то просто выводит из себя эти перестуки.

ЦАП PS Audio Stellar Gain Cell DAC Black после некоторой приработки звучит очень красиво-детально, с широченной панорамой, инструменты как-бы заняли свои места так как им положено-не в одну линию, вокал и акустические инструменты звучат очень натурально. С частотным диапазоном и динамикой всё в порядке. Особенно порадовал ВЧ диапазон-нет излишнего ни звона , ни резкости.

Записанные с перегрузом и некоторой кашей отдельные компакт-диски зазвучали приемлемо.Но главный конёк этого цапа-HiRes и DSD-вот здесь как раз раскроется весь потенциал этого аппарата, слушать долго не надоедает и не утомляет.

По конструкции были небольшие претензии, например, винты в верхней части корпуса закручены кривовато-так обычно неумелые гипсокартонщики работают, на задней стенке сетевой выключатель не попал точно в прямоугольное отверстие и торчит криво. Какой-то чудной пульт ДУ-маленький с неудобными, собранными в кучу, кнопками, да ладно уж-все пульты странные.

И не понравилось,что на дисплее огроменными синими цифрами светится уровень сигнала, а вот другая информация сбоку столбиком еле умещается с малюсенькими буковками. Но это всё ерунда по сравнению со звуком, который выдаёт этот ЦАП. Очень доволен покупкой. Спасибо Андрею Бледных за консультации и работу!

Отличный ЦАП для того чтобы почувствовать разницу качества звука внешних Цап с различными внутренними и даже внешними звуковыми картами. В Аудиомании сейчас самая вкусная на этот Цап.

Нужная вещь в нашем постоянно меняющемся мире аудиофилии, да и просто удобный для ПК и проигрывателей. Прослушал через ПК и проигрыватель СD звук с ПК отличный, абсолютно разное звучание, через CD есть улучшения но не очень заметное, зависит от того какой проигрыватель. Спасибо Аудиомании.

Замена штатного кабеля USB на WireWorld Ultraviolet меняет звучание в лучшую сторону. Не верил в это, решил попробовать, и действительно, почище звучит

Небольшое качественное устройство, позволяющее в конкретных случаях получить хороший результат в звуковоспроизводящем тракте!

Отличное решение для телевизоров, у которых нет аналогового аудиовыхода. Вывел по оптике на старый добрый Cambridge

Ожидания оправдались, великолепная детализация музыкальных инструментов.

Источник: https://www.audiomania.ru/dac/

Цифро–Аналоговые Преобразователи. Основные типы и их параметры. — DRIVE2

Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) предназначены для создания выходной аналоговой величины, соответствующей цифровому коду, поступившему на вход преобразователя.

Простейший ЦАП можно построить на основе операционного усилителя с коммутируемыми весовыми резисторами на входе. Каждый из аналоговых ключей (коммутаторов) K0 … KN -1 может находиться в одном из двух состояний: закрытом или открытом в зависимости от значения соответствующего разряда входного цифрового слова.

Простейший ЦАП с весовыми резисторами на входе

Сопротивление резисторов соседних разрядов отличаются в 2 раза. Выходное напряжение ЦАП является функцией полного сопротивления резистивной матрицы которое в свою очередь определяется состояниями ключей, т. е.

:Uвых=-Еоп*Roc/RmгдеТочность такого преобразователя определяется разбросом и стабильностью параметров резисторов матрицы, аналоговых ключей, ОУ. При большой разрядности ЦАП технологически очень трудно выполнить резисторы с перепадом сопротивлений в 2N -1 раза.

Технологически удобно изготовлять резисторы по возможности с одинаковыми сопротивлениями.

В этом случае необходимый коэффициент передачи эталонного напряжения формируется с помощью многозвеньевого делителя напряжения на основе матрицы сопротивлений типа R – 2RТакая схема имеет коэффициент использования эталонного напряжения равный 2/3 в то время как в предыдущей этот коэффициент равен 1.

Однако, несмотря на этот недостаток и на большее число элементов схемы, резистивная матрица типа R – 2R имеет преимущество как более технологичная.В матрице R – 2R выходное напряжение не зависит от абсолютной величины R . Чем выше идентичность в звеньях матрицы, тем точнее осуществляется цифро-аналоговое преобразование. Резистивная цепь R – 2R изготавливается, как правило, по тонкопленочной технологии.

ЦАП с резистивной матрицей типа R – 2R

В рассмотренных схемах ЦАП время выполнения операции преобразования определяется быстродействием ключевых схем и переходными процессами в резистивных цепях, обусловленными наличием паразитных емкостей.

Второй фактор для этих схем является основным, так как значения сопротивлений обычно выбирают довольно большими (примерно 10 и 20 кОм), что бы пренебречь погрешностями, вносимыми конечным сопротивлением электронных ключей.

С этой точки зрения схема R-2R обладает более низким быстродействием, так как содержит больше паразитных емкостей и в ней используется многозвенный принцип передачи напряжения.

В рассмотренных схемах ЦАП в качестве ключей используются аналоговые коммутаторы, как на биполярных, так и на полевых транзисторах. Главным требованием, предъявляемым к таким ключам, является их низкое, стабильное во времени сопротивление в открытом состоянии.

Параметры ЦАП

Характеристика преобразования (ХП). При подаче на вход цифровых двоичных комбинаций, управляющих состояниями ключей и меняющихся от 0 до, 2^N – 1 , на его выходе появится ступенчато нарастающее напряжение. Высота каждой ступени соответствует шагу квантования DUкв.

На харак- теристике преобразования можно выделить две характерные точки, это начальная и конечная точки ХП, которые определяются начальным и конечным значениями входного кода.

Так как DUкв определяет минимальное значение выходное напряжения аналогового сигнала DUвых min = DUкв, то при выборе его значения необходимо учитывать также шумовые факторы и погрешности усиления масштабирующих усилителей.

Разрядность – число двоичных разрядов входного кода (N).
Диапазон выходной величины – интервал значений выходной аналоговой величины от начальной до конечной точки ХП.
Относительная разрешающая способность определяется как величина обратная числу уровней квантования d0=1/(2^N-1)
Абсолютная разрешающая способность – численно равна шагу квантования da=Uпш/(2^N-1)где Uпш – напряжение полной шкалы, соответствующее максимальному выходному напряжению, 2^N – 1 – количество ступеней квантования.

Абсолютная погрешность преобразования dпш показывает максимальное отклонение выходного напряжения в конечной точке реальной характеристики преобразования от выходного напряжения в конечной точке идеальной характеристики преобразования

Погрешности преобразования ЦАП

Абсолютная погрешность преобразования оценивается в процентах или долях единицы младшего разряда (ЕМР). ЕМР – среднее значение ступени квантования по всей характеристике преобразования.
Интегральная нелинейность преобразования ЦАП – dлн определяет максимальное отклонение реальной ХП от идеальной и оценивается также в долях ЕМР.
Дифференциальная нелинейность преобразования ЦАП – dдиф.лн численно равна максимальной разности двух соседних шагов квантования.dдиф.лн = DUкв 2 – DUкв 1Дифференциальная нелинейность также оценивается в долях ЕМР.

Время установления tуст выходного напряжения или тока – интервал времени от начала изменения выходного двоичного кода от минимального до максимального значения до момента когда выходной аналоговый сигнал достигнет заданной величины.

Максимальная частота преобразования fпр – наибольшая частота смены входных кодовых наборов.

Источник: https://www.drive2.com/b/2558751/

ВВЕДЕНИЕ

Министерство образования и науки Украины

Одесская национальная морская академия

Кафедра морской электроники

Реферат

по дисциплине «Системы сбора и обработки телеметрической информации»

на тему:

«Цифро-аналоговые преобразователи»

Выполнил:

к-т ФЭМ и РЭ

группы 3131

Струков С.М.

Проверил: ст. преподаватель

Куделькин И.Н.

Одесса – 2007

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение

2. Общие сведения

3. Последовательные ЦАП

4. Параллельные ЦАП

5. Применение ЦАП

6. Параметры ЦАП

7. Список использованной литературы

Последние десятилетия обусловлены широким внедрением в отрасли народного хозяйства средств микроэлектроники и вычислительной техники, обмен информацией с которыми обеспечивается линейными аналоговыми и цифровыми преобразователями (АЦП и ЦАП).

Современный этап характеризуется больших и сверхбольших интегральных схем ЦАП и АЦП обладающими высокими эксплуатационными параметрами: быстродействием, малыми погрешностями, многоразрядностью.

Включение БИС ЦАП и АЦП единым, функционально законченным блоком сильно упростило внедрение их в приборы и установки, используемые как в научных исследованиях, так и в промышленности и дало возможность быстрого обмена информацией между аналоговыми и цифровыми устройствами.

Общие сведения

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) предназначен для преобразования числа, определенного, как правило, в виде двоичного кода, в напряжение или ток, пропорциональные значению цифрового кода.

Схемотехника цифро-аналоговых преобразователей весьма разнообразна. На рис. 1 представлена классификационная схема ЦАП по схемотехническим признакам.

Кроме этого, ИМС цифро-аналоговых преобразователей классифицируются по следующим признакам:

o По виду выходного сигнала: с токовым выходом и выходом в виде напряжения.

o По типу цифрового интерфейса: с последовательным вводом и с параллельным вводом входного кода.

o По числу ЦАП на кристалле: одноканальные и многоканальные.

o По быстродействию: умеренного и высокого быстродействия.

Рис. 1. Классификация ЦАП

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ ЦАП

ЦАП с широтно-импульсной модуляцией

Очень часто ЦАП входит в состав микропроцессорных систем. В этом случае, если не требуется высокое быстродействие, цифро-аналоговое преобразование может быть очень просто осуществлено с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Схема ЦАП с ШИМ приведена на рис. 1а.

Рис. 1. ЦАП с широтно-импульсной модуляцией

Наиболее просто организуется цифро-аналоговое преобразование в том случае, если микроконтроллер имеет встроенную функцию широтно-импульсного преобразования (например, AT90S8515 фирмы Atmel или 87С51GB фирмы Intel). Выход ШИМ управляет ключом S .

В зависимости от заданной разрядности преобразования (для контроллера AT90S8515 возможны режимы 8, 9 и 10 бит) контроллер с помощью своего таймера/счетчика формирует последовательность импульсов, относительная длительность которых g =t и /Т определяется соотношением

где N – разрядность преобразования, а D – преобразуемый код. Фильтр нижних частот сглаживает импульсы, выделяя среднее значение напряжения. В результате выходное напряжение преобразователя

Рассмотренная схема обеспечивает почти идеальную линейность преобразования, не содержит прецизионных элементов (за исключением источника опорного напряжения). Основной ее недостаток – низкое быстродействие.

Последовательный ЦАП на переключаемых конденсаторах

Рассмотренная выше схема ЦАП с ШИМ вначале преобразует цифровой код во временной интервал, который формируется с помощью двоичного счетчика квант за квантом, поэтому для получения N -разрядного преобразования необходимы 2N временных квантов (тактов). Схема последовательного ЦАП, приведенная на рис. 2, позволяет выполнить цифро-аналоговое преобразование за значительно меньшее число тактов.

В этой схеме емкости конденсаторов С 1 и С 2 равны. Перед началом цикла преобразования конденсатор С 2 разряжается ключом S 4 . Входное двоичное слово задается в виде последовательного кода. Его преобразование осуществляется последовательно, начиная с младшего разряда d 0 . Каждый такт преобразования состоит из двух полутактов.

В первом полутакте конденсатор С 1 заряжается до опорного напряжения U оп при d 0 =1 посредством замыкания ключа S 1 или разряжается до нуля при d 0 =0 путем замыкания ключа S 2 .

Читайте также:  Самодельный осциллограф на avr

Во втором полутакте при разомкнутых ключах S 1 , S 2 и S 4 замыкается ключ S 3 , что вызывает деление заряда пополам между С 1 и С 2 . В результате получаем

U 1 (0)=U вых (0)=(d 0 /2)U оп

Пока на конденсаторе С 2 сохраняется заряд, процедура заряда конденсатора С 1 должна быть повторена для следующего разряда d 1 входного слова. После нового цикла перезарядки напряжение на конденсаторах будет

Точно также выполняется преобразование для остальных разрядов слова. В результате для N -разрядного ЦАП выходное напряжение будет равно

Если требуется сохранять результат преобразования сколь-нибудь продолжительное время, к выходу схемы следует подключить УВХ. После окончания цикла преобразования следует провести цикл выборки, перевести УВХ в режим хранения и вновь начать преобразование.

Таким образом, представленная схема выполняет преобразование входного кода за 2N квантов, что значительно меньше, чем у ЦАП с ШИМ. Здесь требуется только два согласованных конденсатора небольшой емкости.

Конфигурация аналоговой части схемы не зависит от разрядности преобразуемого кода.

Однако по быстродействию последовательный ЦАП значительно уступает параллельным цифро-аналоговым преобразователям, что ограничивает область его применения.

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ЦАП

Большинство схем параллельных ЦАП основано на суммировании токов, сила каждого из которых пропорциональна весу цифрового двоичного разряда, причем должны суммироваться только токи разрядов, значения которых равны 1.

Пусть, например, требуется преобразовать двоичный четырехразрядный код в аналоговый сигнал тока. У четвертого, старшего значащего разряда (СЗР) вес будет равен 23 =8, у третьего разряда – 22 =4, у второго – 21 =2 и у младшего (МЗР) – 20 =1.

Если вес МЗР IМЗР =1 мА, то IСЗР =8 мА, а максимальный выходной ток преобразователя Iвых.макс =15 мА и соответствует коду 11112 . Понятно, что коду 10012 , например, будет соответствовать Iвых =9 мА и т.д.

Следовательно, требуется построить схему, обеспечивающую генерацию и коммутацию по заданным законам точных весовых токов. Простейшая схема, реализующая указанный принцип, приведена на рис. 3.

Сопротивления резисторов выбирают так, чтобы при замкнутых ключах через них протекал ток, соответствующий весу разряда. Ключ должен быть замкнут тогда, когда соответствующий ему бит входного слова равен единице. Выходной ток определяется соотношением

При высокой разрядности ЦАП токозадающие резисторы должны быть согласованы с высокой точностью. Наиболее жесткие требования по точности предъявляются к резисторам старших разрядов, поскольку разброс токов в них не должен превышать тока младшего разряда. Поэтому разброс сопротивления в k-м разряде должен быть меньше, чем

DR / R=2-k .

Из этого условия следует, что разброс сопротивления резистора, например, в четвертом разряде не должен превышать 3%, а в 10-м разряде – 0,05% и т.д.

Рассмотренная схема при всей ее простоте обладает целым букетом недостатков. Во-первых, при различных входных кодах ток, потребляемый от источника опорного напряжения (ИОН), будет различным, а это повлияет на величину выходного напряжения ИОН.

Во-вторых, значения сопротивлений весовых резисторов могут различаться в тысячи раз, а это делает весьма затруднительной реализацию этих резисторов в полупроводниковых ИМС. Кроме того, сопротивление резисторов старших разрядов в многоразрядных ЦАП может быть соизмеримым с сопротивлением замкнутого ключа, а это приведет к погрешности преобразования.

В-третьих, в этой схеме к разомкнутым ключам прикладывается значительное напряжение, что усложняет их построение.

Эти недостатки устранены в схеме ЦАП AD7520 (отечественный аналог 572ПА1), разработанном фирмой Analog Devices в 1973 году, которая в настоящее время является по существу промышленным стандартом (по ней выполнены многие серийные модели ЦАП). Указанная схема представлена на рис. 4. В качестве ключей здесь используются МОП-транзисторы.

Источник: http://MirZnanii.com/a/120768/tsifro-analogovye-preobrazovateli-tsap

Цап (цифро-аналоговый преобразователь)

Для конвертации цифрового кода в аналоговый сигнал используют специальное устройство – цифро-аналоговый преобразователь, или ЦАП. По сути, эти приборы представляют собой своеобразный интерфейс между аналоговым сигналом и цифровым миром. Если нет желания читать много букв, сразу переходите в конец статьи, где дана лучшая рекомендация.

Чаще всего ЦАП можно встретить в музыкальных плеерах. Он преобразует в аналоговые аудиосигналы цифровые потоки данных. Практически все современные аудиосигналы сохраняются в цифровом виде (CD, MP3 и пр.). Для того чтобы услышать их через динамики звуковой аппаратуры или наушников, нужно выполнить конвертацию в аналоговый сигнал. Именно для этого и служат ЦАП.

Многие меломаны довольствуются обычным проигрывателем компакт-дисков и не понимают, зачем нужен этот дополнительный компонент. Дело в том, что встроенные ЦАПы проигрывателей компакт дисков почти всегда (если не всегда) уступают по качеству приличному ЦАПу, выполненному в виде отдельного компонента.

Добавление хорошего ЦАПа в систему значительно улучает звучание цифровой музыки в плане детальности, общей разборчивости и диапазона верхних и нижних частот. Но это не все! Компакт диск на сегодняшний день представляет собой устаревший формат носителя цифровой музыки.

Аудиоданные на нем подвержены значительной компрессии, из музыки уходит «воздух», сцена уплощается. Существует гораздо более продвинутый формат цифровой аудиозаписи – HD-tracks – музыкальные файлы высокого разрешения, которые содержат в шесть раз больше информации, чем компакт-диски.

Музыка, записанная в этом формате, звучит гораздо более объемно и в более широком частотном диапазоне. Проигрывать эти файлы можно со специального  ридера или просто с ноутбука, но для этого как раз необходим качественный ЦАП.

Чтобы выбрать ЦАП для домашней системы, достаточно послушать несколько достойных моделей и выбрать ту, которая соответствует вашему музыкальному вкусу и финансовым возможностям. Музыкальный почерк устройств от разных производителей отличается, но не настолько, чтобы имело слушать десятки – достаточно 3-4.

Выбирайте 24 битные модели, устроенные по принципу дельта-сигма-мультибит, чтобы иметь возможность проигрывать формат HD-track. Более старые («винтажные») ЦАП могут не поддерживать этот формат, и с ними у вас не получится шагнуть за пределы обычных компакт-дисков. Хороший ЦАП можно приобрести по цене от 70.000 рублей до… бесконечности.

Вот несколько моделей, которые можно смело рекомендовать:

PRIMARE DAC 30 – шведский аппарат, достойный первого места по соотношению цена/качество  (рекомендация hiendmusic.ru)

NAIM DAC-V1 – хороший агрегат для PCM потока со встроенным усилителем для наушников класса А, с возможностью подключения к компьютеру по USB и использования как внешней звуковой карты по ASIO.

NAIM DAC – шикарный агрегат для PCM потока с возможностью воспроизведения WAV и Flac непосредственно с USB Fash, нету возможности подключения к компьютеру по USB и использования как внешней звуковой карты.

Еще несколько слов о разновидностях ЦАП для тех, кому важно не только ездить на машине, но и представлять, что у нее под капотом.

Основные типы ЦАП

Широтно-импульсный модулятор.

К простейшему типу цифро-аналоговых преобразователей относят широтно-импульсный модулятор. Стабильный источник напряжения или тока периодически включается на пропорциональное преобразуемому цифровому сигналу время. Далее аналоговым ФНЧ (фильтром низких частот) осуществляется фильтрация полученной импульсной последовательности. Данный тип ЦАП часто применяется в Hi-Fi-аудиотехнике.

Цифро-аналоговые преобразователи передискретизации (дельта-сигма).

Работают на основе изменяемости плотности импульсов. Часто подобные приборы создаются на базе простейшего 1-битного ЦАП. На малоразрядный преобразователь подается импульсный сигнал, имеющий модулированную плотность импульсов. Сигнал создается благодаря отрицательной обратной связи, которая, по сути, является высокочастотным фильтром для шума квантования.  

Быстродействие устройств подобного типа может достигать нескольких сотен тысяч отсчетов (в секунду) при разрядности до 24 бит. Для того чтобы сгенерировать сигнал с модулированной плотностью импульсов, можно использовать обычный дельта-сигма модулятор 1-го или более высокого (например, MASH) порядков.

ЦАП взвешивающего типа.

В таких преобразователях каждому биту преобразуемого двоичного кода соответствует источник тока или резистор, подсоединенный к общей точке суммирования. Сила тока источника в данном случае пропорциональна весу соответствующего ему бита. Таким образом, с весом суммируются все ненулевые биты.  

Преобразователи взвешивающего типа отличаются высокой скоростью, но имеют низкую точность из-за непостоянного импеданса, а также необходимости набора различных резисторов или прецизионных источников. Поэтому разрядность устройств данного типа не превышает 8 бит.

Лестничные ЦАП.

Использование одинаковых резисторов позволяет добиться более высокой точности по сравнению с предыдущим типом приборов. Большая часть времени, необходимого на преобразование, расходуется в операционном усилителе, а потому он должен обладать максимальным быстродействием.

С появлением цифрового рекордера TASCAM DA-3000 выбор ЦАПа можно считать закрытым – лучше этого компонента в средней ценовой категории ничего не играет. В категории свыше 20.000 долларов можно посмотреть в сторону устройств от компании MSB.

Источник: http://hiendmusic.ru/glossary/cap

Терминология: ЦАП

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) – это устройство, преобразующее цифровой сигнал в аналоговый. Устройства ЦАП применяют не только для воспроизведения переменного аналогового сигнала в непрерывном режиме, но и для воспроизведения уровней постоянных напряжений (токов).

ЦАП в непрерывном (синхронном, потоковом) режиме применяют в задачах непрерывного управления, для воспроизведения звуковых, ультразвуковых и видеосигналов.

ЦАП в асинхронном режиме управления применяют как управляемый источник опорного напряжения (тока), в медленных контурах управления для подстройки уровня сигнала “малыми шагами”.

Большинство ЦАП по их характеристикам и по назначению можно разделить на две основные группы:

1. Инструментальный ЦАП
2. Сигнальный ЦАП   

Инструментальные ЦАП предназначены для функций управления. Они могут не обладать хорошими спектральными характеристиками, но они должны обладать монотонностью характеристики преобразования, хорошей стабильностью воспроизведения напряжения постоянного тока.

Среди инструментальных ЦАП встречаются преобразователи с малым временем установки сигнала, с малым временем преобразования сигнала для задач, связанных с оперативным управлением. Инструментальные ЦАП используют, как правило, одноступенчатую (неконвейерную)  архитектуру на основе резистрной матрицы и аналоговых ключей.

Для обеспечения монотонной характеристики используют резисторную матрицу в виде последовательной цепи резисторов (например, технология stream DAC).

Такая одноступенчатая технология, кроме преимуществ в бысродействии, в скорости нарастания выходного сигнала, имеет также два недостатка – это проникновение зарядов переключения используемого в архитектуре ЦАП коммутатора, что вызывает быстрый переходный процесс на выходе ЦАП в виде всплесков длительностью несколько наносекунд в момент переключения на следующий отсчёт, и совсем невысокая линейность преобразования этих ЦАП. Применение выходного аналогового ФНЧ, а также применение кусочно-линейной аппроксимации, в значительной стенени улучшают линейность и  спектральные характеристики инструментальных ЦАП, если их применять в качестве сигнальных ЦАП.    

Сигнальные ЦАП предназначены для функций воспроизведения сигналов. Они должны обладать хорошими спектральными характеристиками, имеют интерполяцию выходного сигнала.

Но эти ЦАП могут не обладать хорошей стабильностью выходного напряжения по постоянному току и, как правило, имеют значительное время задержки, измеряемое десятками периодов преобразования.

Сигнапьные ЦАП звукового дипапазона частот используют технологию сигма-дельта ЦАП, высокую внутреннюю частоту преобразования и интерполяцию, которая убирает “ступенчатость” формирования выходного сигнала. Однако в качественных сигма-дельта ЦАП используют также аналоговые ФНЧ для подавления остаточных высокочастотных составляющих на выходе.

В отдельную группу ЦАП можно включить ЦАП на основе широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Это недорогой принцип создания инструментального ЦАП на основе порта PWM контроллера и аналогового ФНЧ. 

Основными характеристиками ЦАП являются:

• Диапазон выходных напряжений.
• Динамический диапазон.
• Выходной ток (или характеристики номинальной нагрузки).
• Полоса частот воспроизведения выходного сигнала.
• Период (частота) преобразования. Для асинхронных ЦАП нормируется время преобразования.
• Время установления выходного сигнала.
• Коэффициент нелинейных искажения (КНИ).
• Погрешность воспроизведения напряжения постоянного и переменного тока.

Существуют ЦАП с выходом по току. Для них также нормируется диапазон выходных токов на номинальной нагрузке.

Источник: http://www.lcard.ru/lexicon/dac

Источник

Спасибо за ваше внимание к сайту нашим новым публикациям.