ตัวแปลงดิจิตอล-ดิจิตอลแบบดิจิตอล:คู่มือสมบูรณ์

เกี่ยวกับตัวแปลงอนาล็อกดิจิตอลแบบดิจิตอลอาจเป็นโครงการที่ยุ่งยากในการแปลงข้อมูลที่จัดเก็บแบบดิจิตอลในipodแล็ปท็อปหรืออุปกรณ์เสียงอื่นๆให้เป็นเสียงอนาล็อกที่เราได้ยิน แม้ว่ามันจะฟังดูง่ายแต่ผลลัพธ์ที่ต้องการจะไม่สามารถทําได้โดยปราศจากส่วนประกอบหลักDAC แม้ว่าจะทําให้เสียงของคุณดีขึ้นตัวแปลงสัญญาณดิจิตอล-อะนาล็อกที่มีคุณภาพสูงจะช่วยให้คุณได้รับพื้นหลังเสียงที่ดีขึ้น ดังนั้นสร้างการฟังที่ลึกขึ้นสําหรับโครงการของคุณ นี่เป็นส่วนที่ดีที่สุด คุณไม่จําเป็นต้องซื้อDACDIYเพื่อทําDAC (ตัวแปลงสัญญาณดิจิตอล-ดิจิตอล)ราคาถูกและค่อนข้างง่าย นอกจากนี้คุณสามารถทําด้วยเครื่องมือและเครื่องมือของคุณเองได้ อย่างไรก็ตาม, ถ้าคุณคิดว่ามันยาก, ไม่ต้องกังวล. เราอยู่ที่นี่เพื่อสนับสนุนคุณ มาเริ่มกันเลยดีกว่า

ตัวแปลงสัญญาณดิจิตอล-อนาล็อกทํางานอย่างไร

ก่อนที่จะสํารวจในเชิงลึกเกี่ยวกับหลักการทํางานของDACให้เราพูดถึงตัวแปลงสัญญาณดิจิตอล-อนาล็อกคืออะไร

DACจับข้อมูลดิจิทัลจากอุปกรณ์เสียงและแปลงเป็นสัญญาณเสียงอนาล็อกในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แล้ว . . . ส่งสัญญาณเหล่านี้ไปยังเครื่องขยายเสียง ดังนั้นเมื่อคุณฟังการบันทึกแบบดิจิตอลที่คุณได้ยินคือสัญญาณอนาล็อกที่แปลง

กระบวนการแปลง

ต้นฉบับ

: วิกิพีเดียแชร์

อย่างไรก็ตามคุณภาพของDACต่างๆแตกต่างกันไป ตัวอย่างเช่นสมาร์ทโฟนมีDACพื้นฐานสําหรับการสนทนาที่ดีแต่ไม่สามารถเพลิดเพลินกับคอลเลกชันเพลงที่คุณชื่นชอบได้ ในการทําเช่นนี้คุณต้องใช้DACของลําโพง

ตอนนี้เรารู้ว่าDACอนุญาตให้เราฟังเพลงที่เก็บไว้ในรูปแบบดิจิตอล อย่างไรก็ตามสิ่งที่ทําให้ตัวแปลงสัญญาณดิจิตอล-ดิจิตอลดีกว่าตัวอื่น?

อย่างแรก คุณต้องเข้าใจว่า เกิดอะไรขึ้นภายใน dac. วิศวกรบันทึกจะแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นชุดของตัวเลข(สัญญาณดิจิตอล) ดังนั้น ถ้าคุณอยากฟัง คุณต้องแปลงสตรีมบิตดิจิตอลเหล่านี้ กลับไปเป็นสัญญาณอนาล็อก.

แผนผังบล ็ อกวงจร dac

ต้นฉบับ:

วิกิพีเดีย (โครงการความร่วมมือทางวิกิพีเดียหลายภาษาบนพื้นฐานของวิกิพีเดีย)เป็นสารานุกรมออนไลน์ที่เขียนในภาษาต่างๆวัตถุประสงค์และวัตถุประสงค์คือการให้สารานุกรมฟรีสําหรับมนุษยชาติ)

อย่างไรก็ตามDACไม่ได้ใช้เวลาที่สอดคล้องกันในการแปลงสตรีมบิต ดังนั้นมันจะนําไปสู่ความผิดพลาดของนาฬิกาที่เรารู้ว่า ดังนั้นเมื่อเล่นเสียงเหล่านี้ข้อผิดพลาดจะปรากฏเป็นjitter

การกระวนกระวายใจอาจส่งผลเสียต่อคุณภาพการเล่น กล่าวอีกนัยหนึ่ง, เพลงของคุณฟังดูไม่ดีพอ.

โชคดีที่DACภายนอก(หูฟังและลําโพง)สามารถจัดการกับข้อผิดพลาดของนาฬิกาเหล่านี้ได้ แตกต่างจากผลิตภัณฑ์ที่คล้ายคลึงกัน-ภายในDAC

พอร์ต dac ภายนอก

ดังนั้นDACภายนอกเหมาะสําหรับการตั้งค่าการฟังต่างๆ อุปกรณ์ที่เข้ากันได้กับDACภายนอกได้แก่เดสก์ท็อปและแล็ปท็อประบบสเตอริโอภายในบ้านและสมาร์ทโฟน

ตัวอย่างDACภายนอก

หลักการทํางานของตัวแปลงสัญญาณดิจิตอล

สองสามปีก่อน เราไม่มี dac เพื่อสร้างสัญญาณอนาล็อก. เราเคยใช้เทปและร่องบันทึกเพื่อสร้างสัญญาณอนาล็อกไฟฟ้า อย่างไรก็ตามDACช่วยให้เราสามารถเพลิดเพลินกับเสียงดิจิตอลแบบพกพาและสะดวก

บันทึกม้วนและร่องบันทึก

และนี่คือวิธีการทํางาน:

ขั้นแรกศิลปินสร้างแทร็กในระหว่างการบันทึก ไมโครโฟนรวบรวมเสียงของศิลปินและเครื่องดนตรีเป็นสัญญาณอินพุตอนาล็อก

ถัดไปอุปกรณ์บันทึกใช้ตัวแปลงอนาล็อก-ดิจิตอล(เราจะพูดถึงเรื่องนี้ในภายหลัง)เพื่อแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นสัญญาณดิจิตอล กระบวนการนี้ช่วยให้สามารถจัดเก็บสัญญาณเหล่านี้เป็นไฟล์เสียงดิจิตอลได้อย่างง่ายดาย

เมื่อเล่นไฟล์เสียงดิจิตอลDACจะแปลงสัญญาณกลับเป็นสัญญาณเสียงอนาล็อก

สุดท้ายDACจะส่งสัญญาณเอาต์พุตอะนาล็อกที่แปลงไปยังเครื่องขยายเสียง ดังนั้นการส่งเพลงผ่านลําโพงหรือหูฟัง

หลักการทํางานของตัวแปลงอนาล็อก-ดิจิตอล

ดังที่ได้กล่าวมาแล้วADCมีบทบาทสําคัญในกระบวนการแปลงสัญญาณดิจิตอลและอนาล็อก วงจรลอจิกดิจิตอลADCเช่นraspberry piและArduinosจะถูกส่งในโลกแห่งความเป็นจริง

สัญญาณอนาล็อกมาจากเซ็นเซอร์และแหล่งที่มาต่างๆที่วัดอุณหภูมิเสียงการเคลื่อนไหวเสียงหรือแสง

แผนภาพวงจรของตัวแปลงอนาล็อก-ดิจิตอล

ต้นฉบับ:

วิกิพีเดียแชร์

สัญญาณอะนาล็อกให้ค่าแรงดันไฟฟ้าอ้างอิงที่แตกต่างกันไม่จํากัดในขณะที่วงจรรุ่นดิจิตอลจะจัดการกับสัญญาณไบนารีเฉพาะในสถานะตรรกะเช่นตรรกะสูง(1)และตรรกะต่ํา( 0 ) ดังนั้นเราจึงต้องการวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถจัดการกับการแปลงนี้ได้ นี่คือสิ่งที่ adc ใช้.

ดังนั้นADCจะจับแรงดันไฟฟ้าอนาล็อกและสร้างรหัสเอาท์พุทดิจิตอลที่แสดงแรงดันไฟฟ้าอนาล็อก อย่างไรก็ตามมันทํางานอย่างไร?

ADCทําตามลําดับระหว่างการแปลง ขั้นแรกจะสุ่มตัวอย่างและหาจํานวนสัญญาณอะนาล็อกเพื่อกําหนดความละเอียด สุดท้ายจะตั้งค่าไบนารีและส่งเป็นสัญญาณเอาต์พุตดิจิตอลไปยังระบบเพื่ออ่าน สองประเด็นสําคัญของกระบวนการนี้คือความละเอียดและอัตราการสุ่มตัวอย่าง

วิธีการทําตัวแปลงสัญญาณดิจิตอลและอนาล็อก

เนื่องจากไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถอ่านสัญญาณดิจิตอลได้โมเดลต่างๆมีADC อย่างไรก็ตาม, ไม่ค่อยมี dac. ดังนั้นเราจะแสดงให้คุณเห็นถึงวิธีการทําตัวแปลงสัญญาณดิจิตอล-ดิจิตอลแบบง่ายๆโดยใช้วัสดุที่เข้าถึงได้ง่าย นอกจากนี้คุณสามารถขยายได้ง่ายถึงบิตความละเอียดไม่จํากัด

เรื่องไร้สาระไม่มากนักต่อไปนี้เป็นขั้นตอน:

ขั้นตอนแรก:รวบรวมวัสดุ

คุณสามารถสั่งซื้อชุดวัสดุหรือเก็บข้อมูลของคุณเองได้ คุณได้ติดตั้งแผงวงจรพิมพ์ ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ไดโอด และแผง xmos.

ขั้นที่2 :ติดตั้งส่วนประกอบ

โครงการแรกที่ต้องติดตั้งคือความต้านทานและตัวเก็บประจุของPCB ติดตั้งตัวต้านทาน 470 โอห์ม จากนั้นก็ตัวเก็บประจุ. อย่างไรก็ตามคุณต้องติดตั้งตัวเก็บประจุสูงสุดก่อนที่จะติดตั้งตัวเก็บประจุอื่นๆตามเครื่องหมายบนบอร์ด

นอกจากนี้โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าเชื่อมเครื่องสะท้อนควอตซ์ ประการที่สองติดตั้งไดโอดในทิศทางเดียวเพื่อไม่ให้เกิดข้อผิดพลาด สุดท้ายติดตั้งคอนเน็กเตอร์ตามเครื่องหมายบนPCB

ขั้นที่3 :เชื่อมต่อบอร์ดXMOS

ถ้าคุณต้องการให้DACของคุณมีทั้งอินพุตSPDIFและUSBคุณต้องซื้อการ์ดพิเศษ(บอร์ดXMOS ) ดังนั้นเมื่อคุณซื้อการ์ดXMOSแล้วให้ติดตั้งขั้วต่อและชั้นวางที่จําเป็นทั้งหมด

บอร์ด xmos

ที่มา: flickr

หมายเหตุ:คอมโพเนนต์เหล่านี้มาพร้อมกับชุด

หากคุณมีปัญหาใดๆในขั้นตอนนี้อาจเป็นตัวเก็บประจุของคุณ พยายามเปลี่ยนตําแหน่งของตัวเก็บประจุขนาดเล็ก นี่น่าจะแก้ปัญหาได้

ขั้นตอนที่4 :ประกอบแผงควบคุมและจอแสดงผลของคุณ

DACมีความหลากหลายของอินพุตที่สามารถเปลี่ยนได้และโหมดการทํางานที่แตกต่างกัน ต้องใช้แผงควบคุมและแสดงผล คุณสามารถหาส่วนประกอบเหล่านี้ในชุดเครื่องมือ ถัดไปทําตามคําแนะนําในPCBเพื่อติดตั้งแผงควบคุมและจอแสดงผล สุดท้ายเชื่อมต่อสายไฟกับจอภาพและวงจรของคุณจะเสร็จสิ้น

ขั้นตอนที่ห้า:การทดสอบครั้งแรก

ทําการทดสอบวงจรเป็นครั้งแรกเพื่อให้แน่ใจว่าทุกอย่างถูกต้อง หากการตรวจสอบครั้งแรกของคุณแสดงให้เห็นว่าทุกอย่างปกติคุณสามารถเริ่มต้นได้

ขั้นตอนที่หก:เลือกหม้อแปลงของคุณ

บอร์ดของคุณจําเป็นต้องใช้พาวเวอร์ซัพพลายควบคุมแรงดันไฟฟ้าสามตัว: 2×15โวลต์,9-12โวลต์และ9-12โวลต์ ขดลวด2×15ประกอบด้วยแรงดันไฟฟ้า9-12โวลต์มีหัวดึงอยู่ตรงกลาง ในทางกลับกันหม้อแปลง9-12โวลต์สองตัวมีขดลวดแยกต่างหาก เนื่องจากการบริโภคของบอร์ดไม่เพียงพอ คุณต้องใช้เพียงประมาณ 5-10 วัตต์.

ขั้นตอนที่เจ็ด:สร้างเปลือกนอกของคุณ

ตอนนี้คุณได้เตรียม ไฟฟ้าและวงจร ไฟ ต่อไปคือที่อยู่อาศัย. คุณสามารถใช้เครื่องรับดาวเทียมหรืออุปกรณ์อื่นๆที่เหมาะสมกับวงจรของคุณ อย่างไรก็ตามการติดตั้งแผงภายในเปลือกอาจต้องใช้เครื่องจักรบางอย่าง

เปลี่ยนเปลือก

หากคุณไม่สามารถหาที่อยู่อาศัยที่เหมาะสมกับบอร์ดของคุณคุณสามารถซื้อเวอร์ชันสําเร็จรูปออนไลน์ได้

ขั้นตอนที่8 :ติดตั้งแผงด้านหน้า

คุณอาจพบปัญหาเล็กน้อยเมื่อติดตั้งไฟแสดงผลที่แผงด้านหน้า นอกจากนี้ยังต้องใช้เครื่องจักรบางอย่างเพื่อซ่อมแซม

ขั้นตอนที่9 :การประกอบขั้นสุดท้าย

สร้างแหล่งจ่ายไฟโดยใช้แผงวงจรหนึ่งหม้อแปลงสองตัว( 15โวลต์แรกและ12โวลต์ที่สอง) สุดท้ายติดตั้งทุกอย่างในกล่องของคุณ

ขั้นตอนที่10 :การตั้งค่าขั้นสุดท้าย

ใส่เอาท์พุทของหูฟังลงในช่องและติดตั้งเครื่องขยายเสียงระดับaสําหรับหูฟัง

เครื่องขยายเสียง

ต้นฉบับ:

วิกิพีเดียแชร์

นอกจากนี้หากคุณวางแผนที่จะใช้อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อด้วยUSBคุณจะต้องดาวน์โหลดไดร์เวอร์และติดตั้งอย่างถูกต้อง

หมายเหตุ:คุณสามารถอัปเกรดDACของคุณได้โดยการทดลองและเปลี่ยนตัวเก็บประจุและเครื่องขยายเสียง อย่างไรก็ตามหากการอัปเกรดเหล่านี้ไม่แสดงผลลัพธ์ที่ดีขึ้นให้กลับไปใช้คอมโพเนนต์เดิม

ปัจจัยที่มีผลต่อกระบวนการแปลง

การแปลงทั้งหมดไม่จําเป็นต้องใช้เวลาการนับเดียวกัน บางคนอาจต้องใช้เวลาในการนับที่สูงขึ้นในขณะที่คนอื่นๆอาจต้องใช้เวลาในการนับที่ต่ํากว่า เวลาแปลงทั่วไปคือ 4.1 ms/2 – = 2.05 ms ซึ่งอาจเป็นค่าที่ดี.

อย่างไรก็ตามค่านี้จะให้ผลลัพธ์2 x 244 = 488ซึ่งหมายความว่าค่าเฉลี่ย488แปลง

ดังนั้นอัตราสัญญาณนาฬิกาจะช้าลงจํานวนการแปลงต่อวินาทีจะน้อยลง นอกจากนี้อัตราการแปลงของตัวแปลงที่มีความละเอียดต่ํา(การนับจํานวนน้อย)จะสูงขึ้น

อีกปัจจัยหนึ่งที่มีผลต่อกระบวนการแปลงคือความถูกต้อง ความถูกต้องของตัวเปรียบเทียบกําหนดความถูกต้องของตัวแปลง

คําพูดสุดท้าย

ตัวแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นส่วนประกอบที่สําคัญในอุปกรณ์เสียงทั้งหมด อุปกรณ์เหล่านี้ส่วนใหญ่ต้องสื่อสารกับโลกแห่งความเป็นจริง ดังนั้นพวกเขาจําเป็นต้องแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นสัญญาณอนาล็อก

นอกจากนี้โครงการของคุณสามารถใช้DACสี่ประเภทได้แก่delta-sigma DAC,ความต้านทานถ่วงน้ําหนักแบบไบนารีDAC,DACแบบแบ่งส่วนและDACแบบไบนารี

ข้างต้นเป็นความรู้ทั้งหมดเกี่ยวกับตัวแปลงสัญญาณดิจิตอล-อนาล็อก หากคุณมีคําถามใดๆโปรดติดต่อเรา เรายินดีที่จะช่วย