Sayısal - Analog Dönüştürücüler ile ilgili sunum dosyaları.

1. DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ
Hasan YILMAZ
SAYISAL - ANALOG DÖNÜŞTÜRÜCÜLER
(DIGITAL – ANALOG CONVERTER)

2. DAC (DIGITAL ANALOG CONVERTER) TANIMI
VE KULLANIM ALANLARI
 1 ve 0 gibi dijital bilgileri giriş olarak alan ve
çıkışında giriş değerlerindeki değişime göre
farklı değerlerde akım veya gerilim üreten
devrelere veya entegrelere dijital analog
çevriciler ve bu dönüştürme işlemine de
dijitalden analoga çevirme işlemi adı verilir.
 DAC’lar bilgi işleyen cihazlarda(dijital sistemler,
mikroişlemciler, bilgisayarlar, MP3 çalar ,CD
çalar , ses sistemleri v.b.) kullanılır.

4. KAVRAMLAR
Dijital verilerin analog veriye çevrilmesinde
analog çıkışın değerinin belirlenmesinde etkili
olan bazı esaslar ve kavramlar vardır. Çevrim
işleminin daha iyi anlaşılması için öncelikle bu
kavramlar aşağıda açıklanmıştır.

5.  LSB : Digital giriş işareti olarak girilen bitlerden
çıkışa en az etkisi olan bit LSB(Least Significant
Bit) olarak adlandırılır.Bu bit binary sayı siteminde
en sağdaki bittir.
 MSB: Dijital giriş işareti olarak girilen bitlerden
çıkışa en fazla etki eden bite MSB (Most
SignificantBit) adı verilir. Bu bit ise en soldaki bittir.

6. GİRİŞ
Sayısal sistemlerin sensör aygıtlarıyla bağlantısını
sağlamak, eğer sensörler kendi içlerinde sayısal ise
kolaydır. Anahtarlar, röleler ve kod çözücüler, kendi
sinyallerinin doğasından gelen 0-1’ler nedeniyle kapı
devreleri ile kolayca bir arada çalışabilir. Bununla birlikte,
analog sinyaller işe karışınca bağlantıları kurmak daha da
karmaşıklaşır. Gerek duyulan şey, analog sinyalleri
elektronik olarak sayısal (ikilik) birimlere çevirmektir.
Analog sinyallerin sayısal sistemlerde işlenmesi ve tekrar
kullanılması için önce analog-sayısal dönüştürücü (ADC),
sonra sayısal-analog dönüştürücü (DAC) kullanılır.

7. Bir ADC’nin girişi gerilim veya akım gibi analog bir elektrik
sinyali iken çıkışı ikilik sayıdır. Şekil 1.1a’de ADC bağlantı
şekli verilmiştir.
Diğer tarafta bir DAC girişi ikilik sayıdır ve çıkışı analog
gerilim veya akım olur. Şekil 1.1b’de bağlantı şekli
verilmiştir.

8. A.1. R/2NR DAC
İkilik girişi olan DAC devresi, dönüştürücü (toplayıcı)
opamp devresinin bir çeşididir. Klasik bir (eviren toplayıcı
devresi) dönüştürücü toplayıcı devresi, kazancı kontrol
etmek için negatif geri besleme kullanan bir opamptır.
Birden çok giriş gerilimi ve bir çıkış gerilimi vardır. Çıkış
gerilimi, giriş gerilimi toplamının zıt kutuplu değeridir.

9.  Çıkış geriliminin bulunması için devrede
kullanılan direnç değerleri, ve opampın
kazancı önemlidir. Opamp kazancı Av olarak
gösterilir. Av = Vçık / Vgir veya Av = Rf / Rgir
formülleri ile bulunur.
 Toplayıcı devresinin çıkış gerilimi
 Vçık = -Rf(I1 + I2 + I3)’ tür.

10.  Buna göre akım değerleri;
I1 = -R
I2 = -R olarak bulunur.
I3 = -R
Vçık = -R1 (I1 + I2 + I3) formülünde akım değerleri
yerine konursa;
Vçık = -Rf ( + + ) olarak bulunur. Rf parantez içi ile
çarpılırsa;
Vçık = - (V1 + V2 + V3 )
şeklinde bulunur. Devrede bulunan tüm direnç
değerleri eşit ise (R1 = R2 = R3 = Rf) çıkış gerilimi
Vçık = - (V1 + V2 + V3)’tür.

11. A.2. R/2R DAC
İkilik girişli DAC için bir diğer alternatif, R/2R
DAC’dir. Bu devrede aynı değerli dirençler
kullanılır. R/2nR DAC dizaynının dezavantajı,
gerekli olan dirençlerin farklı değerlerde ve
kesinlikle doğru (her bir bit için farklı bir direnç)
değerde olması gerektiğidir. Stok ve yapım
sırasındaki kolaylık göz önüne alındığında daha
az sayıda farklı direnç kullanmak üretimi
basitleştirir.

12. R/2nR DAC için tek bir direnç değeri kullanılmak
istenirse, dirençler seri olarak bağlanarak devre
yeniden kurulur (Şekil 1.8).

13. DAC ENTEGRELERİ
 Belli
bir görevi yapmak üzere üretilen
standart DAC entegre devreleri vardır.

14. 1) DAC 0800
 DAC0800 entegresi yüksek hızda çalışan 8 bit
dijital veriyi analog veriye çeviren bir entegre
devredir. Simetrik bir güç kaynağı
beslenmelidir. Referans geriliminin 40’da 1’i
kadar çıkışı etkiler.

15. 1) DAC 0800

16. 2) MC1408
 Çok popüler ve ucuz bir entegre devre D-A çeviricidir.
 MC1408 standart 16 bacaklı DIP paket olarak gelir ve
+5V ’luk Vcc ile minimum -5V, maximum -15V ‘luk Vee
gerilimi gerektirir.
 MC1408’de, bir R/2R merdiven tipi D/A çevirici, akım
yükseltecinden gelen referans akımını, 8 ikilik ağırlıklı
akıma böler.
 Bipolar transistör anahtarlar (A1-A8), girişlerindeki ikilik
bilgiye göre ikilik ağırlıklı akımları çıkış hattına bağlar. En
yüksek değerlikli biti taşıyan girişin A1, en düşük
değerlikli taşıyan girişin A8 ile gösterilmiştir.
 MSB ve LSB etiketlendirilmeleri normal
etiketlendirilmenin tersinedir. Bu nedenle kullanılacak bir
entegrenin veri sayfası dikkatle incelenmelidir.

17. 2) MC1408

18. 3 ) ZN425E
 ZN 425E entegresi hem analog dijital hem de dijital
analog çevrim için kullanılabilen bir entegredir.
 Entegre 8 no lu ayağından uygulanan 5V gerilimle
çalışır. 8 bit dijital girişe sahiptir.Kendi ürettiği 2.5V
referans gerilimine sahiptir.
 Dijital analog çevrimi sırasında clock palsine gerek
duymaz. Analog dijital çevirici olarak çalıştığında 4 no
lu ayağından clock palsi verilir ve içindeki 8 bitlik
sayıcı devreye girer.Sayıcı 3 no lu bacaktan
resetlenebilir.
 2 no lu bacak ise entegrenin çalışma modunu
ayarlamak için kullanılır.

19. 3 ) ZN425E