¿Por qué deberíamos necesitar circuitos integrados de DAC?

Lo que tiene justo aquí es lo que se conoce en el campo como un DAC R-2R, uno de los muchos tipos diferentes de topologías de convertidor digital a analógico que se emplean con frecuencia. Ha respondido su propia pregunta: ¿por qué necesitamos DAC cuando tenemos esta topología DAC? ¡Porque es un DAC!

Los DAC R-2R por sí solos no son tan buenos como convertidores de analógico a digital de propósito general. La impedancia de salida de un R-2R DAC es muy alta, lo que significa que el ancho de banda será muy limitado rápidamente. Incluso unas pocas decenas de capacitancia de picofaradios en la salida reducirán el ancho de banda efectivo y aumentarán el tiempo de establecimiento en la región de MHz. Y esto es igualmente cierto si almacena en búfer la salida con un seguidor de opamp: los opamps bien ajustados no vienen en capacitancias de entrada sub-pF, y reducir las resistencias de la escalera R-2R aumenta rápidamente el consumo de energía hasta el punto donde es inaceptablemente alto . No me malinterpreten, hay DAC R-2R de ancho de banda súper alto en el mercado, pero estos son los tipos de chips que se encuentran en generadores de formas de onda arbitrarias en algunos ámbitos, y tienen un poco de disipador de calor y ventilador encima de ellos .

Hay otras ventajas y desventajas que puedes hacer con otras topologías DAC. Por ejemplo, los DAC delta-sigma no tienen una salida de búfer de precisión y, por lo tanto, pueden extenderse a profundidades de bits muy altas (24-32 bits), donde R-2R - debido al criterio de búfer de salida - rara vez supera los 12 bits . Una aproximación sucesiva es otra topología que se utiliza, que inherentemente tiene una muestra y retención en la salida que se puede controlar con una impedancia extremadamente baja (la misma razón por la que, por el contrario, los ADC SAR pueden tener una impedancia de entrada muy alta).

Lo que tienes allí se llama una escalera de resistencia R2R. Los CI que se pueden comprar también tienen una red interna, pero como está integrada, es mucho más fácil garantizar la precisión. Consulte la entrada de Wikipedia para saber por qué es tan importante tener valores exactos de resistencia. Yo diría que es casi imposible lograr la precisión de los circuitos integrados con hardware discreto.

También muchos DAC tienen interfaces seriales, por lo que no necesita tantos pines de su MCU para usarlos.

• Tamaño frente a bits de resolución (depende de la arquitectura)
• Consumo de energía (pasivo, también depende de la arquitectura)
• Efectos de carga (impedancias de entrada / salida)
• El nivel de pasos de cuantificación depende de los dispositivos conectados (ver efectos de carga)
• Precisión
• precisión
• ruido
• El ancho de banda depende de los dispositivos conectados (ver efectos de carga)
• Demasiados componentes críticos ...