Ein einfacher Digital-Analog Wandler

In diesem Artikel und dem dazugehörigen Video wird das Prinzip eines einfachen Digital-Analog-Wandlers erläutert.

Ein Digital-Analog-Wandler wandelt, wie der Name schon sagt, einen digitalen Wert in eine analoge Spannung um.

In mp3-Dateien sind beispielsweise Musikdaten digital gespeichert. Um diese Musik jedoch auf einem Lautsprecher ausgeben zu können müssen diese Daten digital/analog gewandelt und anschließend verstärkt werden.

Bei einem 4-Bit DAC (Digital-Analog-Converter) soll beispielsweise die umgewandelte Zahl als Wert in Volt ausgegeben werden.

Ein Beispiel:

Ein Eingangswert von 0101 (das entspricht eine fünf) soll also als Ausgangsspannung 5 V ausgegeben werden.
Um das Prinzip zu zeigen wird im Video ein Operationsverstärker als Spannungsaddierer verwendet.

Durch die Wahl geeigneter Widerstände werden die einzelnen Bits zu gewichtet, dass das LSB (Least Significant Bit), also das niederwertigste Bit zu einer Ausgangsspannung von 1 V führt.
Das nächste Bit zu einer Ausgangsspannung von 2V, das dritte zu einer Ausgangsspannung von 4 V und das höchtswertigste Bit eben zu einer Ausgangsspannung von 8 V führt.
Im oberen Beispiel 0101 ist also das niederwertigste Bit und das dritte Bit gesetzt.
Das führt zu einer Ausgangsspannung von 1V + 4V = 5V.

Da im Video eine invertierende Addierschaltung verwendet wird, sind alle Ausgangsspannungen negativ.
Statt 5V also -5V.

Durch das Verbinden einzelner Bits mit einer Eingangsspannung können in dieser Schaltung die jeweiligen Bits gesetzt, bzw. durch das Verbinden mit dem Massepotential zurückgesetzt werden.
Auch wenn diese Schaltung die Funktionsweise eines Digital Analog Wandlers sehr vereinfacht darstellt, macht sie hoffentlich das Prinzip einer solchen Schaltung, bzw. eines Digital-Analog-Wandlerbausteins deutlich.

Die Simulation habe ich mit der Software PSpice von Cadence simuliert, die in Europa von der Firma Flowcad vertrieben und supported wird. In Zusammenhang mit der Firma Flowcad ist auch dieses Video entstanden.

Weitere ähnliche, aber auch kompliziertere Schaltungsbeispiele findest Du hier auf ET-Tutorials.de.
Schau Dich einfach mal auf dieser Seite um.

Das Video zum einfachen Digital-Analog-Wandler

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