أسباب تسرب المياه من الثلاجة

في العالم الحقيقي تتوفر معظم البيانات في شكل تناظري ولذلك لدينا نوعان من المحولات التناظرية إلى المحولات الرقمية والمحول الرقمي إلى التناظري، وهذه المحولات ضرورية للمعدات الإلكترونية الرقمية والجهاز الكهربائي التناظري الذي يجب معالجته بواسطة المعالج من أجل إنتاج العملية المطلوبة.

محولات الرقمي إلى التماثلي (Digital to Analogue Converters (DAC

محولات الرقمي إلى تماثلي Digital to Analogue Converters

هو جهاز يحول البيانات الرقمية إلى إشارة تمثيلية ويطلق عليه مبدل رقمي – تماثلي (بالإنجليزية: Digital-to-analog converter)‏، ويتم اختصاره إلى DAC، وهو عبارة عن مركبة إلكترونية تقوم بتبديل الإشارات الرقمية إلى تماثلية.

أنواع محولات الرقمي إلى تماثلي

الدائرة الأولى لمحول الرقمي إلى تماثلي (المقاومات الموزونة)

الدائرة الأولى لمحول الرقمي إلى تماثلي (المقاومات الموزونة)

المحول يكون 4 بت Bits وهذا معناه أنه لدينا 16 حالة تبدأ أن يكون قيمتهم جميعا 0000 تخرج صفر فولت إلى جميعا 1111 تخرج 15 فولت، وإذا نظرنا إلى الدائرة الرقمية نجدها عبارة عن مفاتيح على وضعية (High-Low-High-High) وهي تساوي 1011 وتساوي 11 فولت، ولابد أن يكون Operational Amplifier قادر على إعطاء 15 فولت.

محول R2R Network

محول R2R Network

نلاحظ في النوع السابق أن قيم المقاومات R مختلفة ولذلك فإن هذا النوع يعمل على إضافة مقاومة R وضعفها 2R.

مثال على محولات الرقمي إلى تماثلي DAC

لو افترضنا أن لدينا 8 بت Bits وعداد Counter يدخل البيانات إلى Digital to Analogue Converter، يكون عدد الاحتمالات هو 256 ( 2⁸)، بينما قيمة كل قفزة Step تساوي كام فولت؟

يمكنك حسابها من خلال المعادلة التالية:

Step=(+5-0)/ 2⁸=5/256=19.5 mv

خصائص نهتم بها عندما نختار DAC

1. الدقة Resolution: وهو يتمثل في حجم القفزة Step
2. السرعة Settling Time: وهي غالبا بين 50 نانو ثانية إلى 20 مايكرو ثانية.
3. دقة الخطوة Accuracy: مثلا موجب وسالب 0.2%.
4. الرتابة Monotonicity: هل يزيد الخرج (يقفز تناسبيا) مع تغير الخرج.

تطبيقات المحولات الرقمية إلى تماثلية

مكبر الصوت

يتم دمج DAC في برنامج ترميز الصوت ومن ثم تتم معالجة الإشارة حتى تخرج لنا في صورة إشارة تماثلية. 

ترميز الفيديو

سيقوم نظام تشفير الفيديو بمعالجة إشارة الفيديو وإرسال إشارات رقمية إلى مجموعة متنوعة من DACs لإنتاج إشارات فيديو تمثيلية بتنسيقات مختلفة ، إلى جانب تحسين مستويات الإخراج. 

عرض الإلكترونيات

ستستخدم وحدة التحكم في الرسوم عادة جدول بحث لتوليد إشارات البيانات المرسلة إلى فيديو DAC للمخرجات التناظرية مثل إشارات الأحمر والأخضر والأزرق (RGB) لتشغيل العرض.

نظم الحصول على البيانات

يتم الحصول على البيانات في صورة رقمية ثم إرسالها إلى DAC للحصول على هذه البيانات في صورة تماثلية.

معايرة ديناميكية

يوفر DAC معايرة ديناميكية للكسب وتعويض الجهد من أجل الدقة في أنظمة الاختبار والقياس.

التحكم في المحركات

تتطلب العديد من أدوات التحكم في المحرك إشارات التحكم في الجهد ، وتعد DAC مثالية لهذا التطبيق الذي قد يتم تشغيله بواسطة معالج أو وحدة تحكم.

نظام توزيع البيانات

تتطلب العديد من الخطوط الصناعية والمصانع مصادر جهد متعددة قابلة للبرمجة ، ويمكن إنشاء ذلك من خلال بنك من DACs متعددة الإرسال. يسمح استخدام DAC بالتغيير الديناميكي للجهود أثناء تشغيل النظام.

مقياس الجهد الرقمي

تعتمد جميع مقاييس الجهد الرقمية تقريبا على بنية DAC التسلسلية مع بعض عمليات إعادة التنظيم لمصفوفة المقاوم / المحول ، وإضافة واجهة متوافقة مع I2C ، يمكن تنفيذ مقياس جهد رقمي بالكامل.

راديو البرمجيات

يتم استخدام DAC مع معالج الإشارة الرقمية (DSP) لتحويل الإشارة إلى إشارة تناظرية للإرسال في دائرة الخلاط ، ثم إلى مضخم طاقة الراديو وجهاز الإرسال.

المصادر

الالكترونيات الرقمية: محولات الرقمي إلى تماثلي Digital to Analogue Converters

دورة الالكترونيات الرقمية للمهندس وليد عيسى.

About Digital to Analog Converter (DAC) and Its Applications

محول رقمي تناظري