¿Cómo funciona un DAC Delta-Sigma?

El DAC es simplemente la parte de retroalimentación del ADC. El concepto básico se ilustra aquí:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

El contenido de los cuadros discontinuos es idéntico en ambos extremos. En el lado del ADC, la retroalimentación asegura que el flujo de muestras de un bit crea una réplica de la señal de entrada analógica. Si esto tiene éxito, entonces el mismo flujo de datos y el mismo circuito en el lado DAC crearán exactamente la misma réplica.

La sutileza aparece cuando no desea transmitir el flujo sin procesar de muestras de 1 bit, sino que desea transmitir un flujo de datos PCM más convencional. El cuadro marcado como "sistema de transmisión" debe codificar el flujo de 1 bit en una serie de palabras PCM en el lado de entrada, y luego convertir esas palabras de nuevo en un flujo de 1 bit en el lado de salida.

La conversión a PCM consiste en aplicar un filtro de paso bajo digital al flujo de entrada y luego diezmar el flujo resultante de las palabras de salida. Siempre que la frecuencia de muestreo del flujo diezmado cumpla con los criterios de Nyquist para el ancho de banda del filtro, no se pierde información.

La conversión de PCM a muestras de 1 bit utiliza una forma digital del bucle de realimentación utilizado en el ADC. El flujo de palabras PCM se muestra en exceso, y luego un cuantizador produce muestras de 1 bit en función de si la retroalimentación es mayor o menor que la palabra de entrada actual.

El diagrama de bloques del sistema de transmisión se parece al diagrama de arriba con los dos lados intercambiados:

^{simular este circuito}

El decodificador es una forma totalmente digital del modulador delta-sigma utilizado en el ADC. Tenga en cuenta que la salida del decodificador no es necesariamente una réplica exacta de la secuencia original de 1 bit, pero contiene la misma información.

Este es un concepto poderoso. Cuando necesito una salida analógica de un FPGA, por ejemplo, para controlar un VCXO, con frecuencia uso un modulador de este tipo para controlar un LPF pasivo o activo externo.