数字到分析转换器
在电子设备中，数字到Analog转换器（ DAC ， D/A ， D2A或D-TO-A ）是将数字信号转换为模拟信号的系统。模数转换器（ADC）执行反向函数。
有几个DAC架构。 DAC对特定应用的适用性由功绩数字确定，包括：分辨率，最大抽样频率等。数字到分析转换可以降低信号，因此应指定DAC在应用程序方面存在微不足道的错误。
DAC通常在音乐播放器中用于将数字数据流转换为模拟音频信号。它们还用于电视和手机中，将数字视频数据转换为模拟视频信号。这两个应用程序在频率/分辨率权衡的另一端使用DAC。音频DAC是一种低频，高分辨率类型，而视频DAC是一种高频低至中分辨率的类型。
由于复杂性和对精确匹配的组件的需求，除了最专业的DAC以外，所有其他组件都以集成电路（ICS）的形式实现。这些通常采用金属 - 氧化 - 氧化流动器（MOS）混合信号整合电路芯片的形式，该电路既可以整合模拟和数字电路。
如军事雷达系统所用的那样，离散的DAC（由多个离散电子组件而不是包装IC构建的电路通常是极高的低分辨率耗电类型。非常高速测试设备，尤其是采样示波器，也可能使用离散的DAC。
概述
DAC将抽象的有限精确编号（通常是固定点二进制数）转换为物理量（例如，电压或压力）。特别是，DAC通常用于将有限精确的时间序列数据转换为不断变化的物理信号。
前提是信号的带宽符合Nyquist -Shannon采样定理的要求（即，带宽小于Nyquist频率的基带信号），并用无限分辨率进行采样，从理论上讲，原始信号可以从采样数据中重新构造。但是，ADC的过滤不能完全消除上高于Nyquist频率的所有频率，这将使基础频率范围排列。 ADC的数字采样过程引入了一些量化误差（舍入误差），这表现为低级噪声。这些错误可以保留在目标应用程序的要求之内（例如，在有限的人类听力范围内，音频应用程序）。
申请
DAC和ADC是一种有助于数字革命的能力技术的一部分。为了说明，请考虑一个典型的长途电话。通过麦克风将呼叫者的声音转换为模拟电信号，然后通过ADC将模拟信号转换为数字流。然后将数字流分为网络数据包，其中可能与其他数字数据一起发送，不一定是音频。然后在目的地接收数据包，但是每个数据包可能采用完全不同的路线，甚至可能以正确的时间顺序到达目的地。然后将数字语音数据从数据包中提取并组装到数字数据流中。 DAC将其转换为模拟电信号，该信号驱动了音频放大器，后者又驱动了扬声器，最终会产生声音。
声音的
大多数现代音频信号以数字形式存储（例如MP3和CD ），为了通过扬声器听到，必须将它们转换为模拟信号。因此，在CD播放器，数字音乐播放器和PC声卡中发现了DAC。
专家独立的DAC也可以在高端Hi-Fi系统中找到。这些通常将兼容CD播放器或专用传输的数字输出（基本上是没有内部DAC的CD播放器）的数字输出，并将信号转换为模拟线路级输出，然后可以将其输入放大器中以驱动扬声器。
在USB扬声器等数字扬声器和声卡中，可以找到类似的数字转换器。
在IP应用程序上的语音中，必须首先将源数字化以进行传输，因此它通过ADC进行转换，然后使用接收方的DAC重建为模拟。
影片
由于阴极射线管的高度非线性响应（为此，绝大多数数字视频基金会的工作是针对的）和人眼，使用“伽马曲线”提供了“伽马曲线”，这两个曲线都可以提供一个完全不同的范围，从而完全不同，视频采样往往完全不同。在显示屏的完整动态范围内的外观均匀分布的亮度步骤的外观 - 因此需要在计算机视频应用程序中使用RAMDAC ，并具有足够深的颜色分辨率的计算机视频应用程序，以使工程为每个频道的每个输出级别的DAC中的硬编码值（例如或Sega Genesis需要24个这样的值； 24位视频卡需要768 ... ）。鉴于这种固有的失真，电视或视频投影仪的真实声称对比度（最黑暗和最亮的输出水平之间的差异）是1000：1或更大的，相当于10位音频精度，这并不罕见接受具有8位精度的信号，并使用每个通道仅表示6或7位的LCD面板。
如果要在模拟显示器上显示，必须将来自数字源的视频信号（例如计算机）转换为模拟形式。截至2007年，模拟输入比数字更常用，但是随着使用DVI和/或HDMI连接的平板显示器更加普遍，这种情况发生了变化。但是，视频DAC都包含在任何具有模拟输出的数字视频播放器中。 DAC通常与某些内存（ RAM ）集成在一起，其中包含用于伽马校正，对比度和亮度的转换表，以制造一种称为RAMDAC的设备。
数字电位计
与DAC远距离相关的设备是数字控制电位器，用于以数字方式控制模拟信号。
机械的
一位机械执行器假定两个位置：一个时，另一个位置，另一个在下车时。几个单位致动器的运动可以与Whiffletree机制合并并加权，以产生更细的步骤。 IBM选择打字机使用这样的系统。
通讯
DAC被广泛用于现代通信系统，可生成数字定义的传输信号。高速DAC用于移动通信，并且在光学通信系统中使用了超高的DAC。
类型
电子DAC的最常见类型是：
- 脉冲宽度调制器，其中稳定电流或电压被切换到由数字输入代码确定的持续时间的低通模拟滤波器中。该技术通常用于电动机速度控制和调光LED灯。
- 过采样DAC或插值DAC，例如使用Delta-Sigma调制的DAC，使用脉冲密度转换技术与过采样。音频三角洲 - 西格玛DAC以384 kHz的采样率出售，并引用了24位整数或32位浮点分辨率，尽管由于固有的噪音，质量确实较低（请参阅§§值得的数字）。一些消费电子产品使用一种类型的过采样DAC，称为1位DAC 。
- 二进制加权DAC包含连接到列点的每个DAC的单个电气组件，通常是操作放大器。求和中的每个输入都具有两个重量的功率加权，最新或最重要的位置。这是最快的转换方法之一，但由于每个单个电压或电流所需的高精度，因此精度较差。
- 连续的近似或循环DAC，在每个周期内连续构建输出。每个周期都处理数字输入的个别位，直到整个输入被解释为止。
- 温度计编码的DAC包含DAC输出的每个可能值的相等电阻或电流源段。 8位温度计DAC将有255个段，而16位温度计DAC将具有65,535个段。这是一个快速，最高的DAC体系结构，但以许多组件为代价，对于实际实现，制造需要高密度的IC过程。
- 混合DAC，在单个转换器中使用上述技术的组合。大多数DAC集成电路都具有这种类型，因为难以在一种设备中获得低成本，高速和高精度。
- 该分段的DAC结合了温度计编码原理的最显著位和二进制加权原理，最少有效的位。通过这种方式，在精确度（通过使用温度计编码原理）和电阻器或电流源（通过使用二进制加权原理）之间获得了妥协。完整的二进制加权设计表示为0％的分割，全温度计编码的设计表示100％分割。
- 此列表中显示的大多数DAC都依赖于常数参考电压或电流来创建其输出值。另外，乘以DAC将变量输入电压或电流作为转换参考。这对转换电路的带宽构成了其他设计约束。
- 现代的高速DAC具有交织结构，并并联多个DAC核心。它们的输出信号合并在模拟域中，以增强组合DAC的性能。信号的组合可以在时域或频域中执行。
表现
DAC的最重要特征是：
- 解决
- DAC设计的可能输出水平的数量用于复制。通常将其称为其使用的位数，即级别数量的二进制对数。例如，1位DAC设计用于再现2（2 1 ）级别，而8位DAC则设计为256（2 8 ）级别。分辨率与有效数量的位数有关，这是对DAC实现的实际分辨率的测量。分辨率确定视频应用程序中的颜色深度和音频应用中的音频位深度。
- 最大采样率
- DACS电路可以运行并仍然产生正确的输出的最大速度。 Nyquist -Shannon采样定理定义了该信号的带宽之间的关系。
- 单调性
- DAC的模拟输出仅朝着数字输入移动的方向移动的能力（即，如果输入增加，输出在断言正确的输出之前不会降低。）此特征对于用作低的DAC非常重要- 频率信号源或作为数字可编程的装饰元素。
- 总谐波失真和噪声（THD+N）
- DAC对信号引入的失真和噪声的测量。它表示为不需要的谐波失真的总功率和所需信号伴随的噪声的百分比。
- 动态范围
- DAC可以在分贝中表达的最大和最小信号之间的差异。这通常与分辨率和噪声相关。
其他测量值，例如相失真和抖动，对于某些应用程序也可能非常重要，其中一些应用程序（例如无线数据传输，复合视频）甚至可能依赖于相调节信号的准确生产。
非线性PCM编码（A-LAW /μLAW，ADPCM，NICAM）试图通过使用对数台阶大小之间的对数步骤大小之间的尺寸来改善其有效的动态范围。这可以交易大声信号的更大量化扭曲，以更好地执行安静信号。
优点
- 静态性能：
- 频域性能
- 时域性能：
- 故障冲动区域（故障能量）
也可以看看
- i²s - 数字音频的串行接口