¿Por qué muchos DAC tienen salida diferencial?

Otros pines en el mismo chip llevan señales de nivel lógico, lo que causará corrientes medibles en las impedancias de entrada de esos pines, así como una mayor actividad de conmutación dentro del DAC.

Esas corrientes causarán caídas de voltaje a través de los cables de enlace GND.

Si se trata de un DAC de alta resolución (más de 16 bits), esas caídas de voltaje pueden ser comparables a la señal de salida analógica y considerablemente más grandes que la señal de salida en el momento en que alcance los 20 bits.

Recuerde que las señales de entrada digital son un millón de veces más grandes en amplitud (para un ADC de 20 bits), con bordes de conmutación rápida y muy cerca de la salida analógica y tierra.

Ahora, la separación de bases analógicas y digitales puede minimizar la contaminación en la base analógica, pero aun así, se conectarán en algún momento y, sin extraordinarias precauciones, se producirá un acoplamiento entre ellas.

Proporcionar salidas analógicas verdaderas e invertidas es relativamente barato y simple. Ambos contienen este ruido, ya que ambos están referenciados a la misma tierra analógica. Pero es el ruido de modo común, lo que permite que un amplificador diferencial elimine este ruido en una ubicación relativamente remota del propio DAC.

Las señales diferenciales tienen varias ventajas:

• Un voltaje siempre es una diferencia entre dos señales. Para una señal diferencial, la impedancia es la misma para ambas salidas en comparación con una señal de un solo extremo donde "tierra" generalmente tiene la impedancia más baja. Para una salida diferencial, un interferidor vería la misma impedancia en ambas salidas y, por lo tanto, el resultado sería una señal de modo común que podría rechazarse.
• Una señal diferencial tiene el doble de oscilación de la señal ya que ambas salidas pueden moverse. Esto resulta en cuatro veces la potencia de la señal con solo el doble de la potencia de ruido. Esto es importante para los circuitos integrados donde la tensión de alimentación a menudo está limitada por la tecnología.
• Las salidas diferenciales no producen armónicos de orden par debido a su simetría inherente.
• Los circuitos integrados a menudo usan una estructura diferencial internamente por razones similares. Una salida diferencial es, por lo tanto, una extensión natural de este concepto.