Techniklexikon

Digital-Analog-Wandler

DA-Wandler. Engl. DA Converter. Elektro nische Schaltung zur Rückwandlung pulscode modulierter digitaler Codewörter (Pulscode modulation) in äquivalente Amplitudenwerte zu einem analogen Signal. Der D. führt eine Pulscodedemodulation durch. Es wird zwischen direktem Digital-Analog-Wandler (Umkehrung des Parallelwandlers) und indirektem Digital-Analog-Wandler (impulsbreitenmodulierter) unterschieden. Am Ausgang des D. entsteht eine Folge von Amplitudenproben. Ein nachgeschaltetes Tiefpaßfilter (Filter) bildet die Hüllkurve zu diesen Amplitudenproben und erzeugt damit wieder ein analoges, kontinuierliches Signal (Pulsamplitudendemodulation). Elektronik, Halbleiterphysik, D/A-Wandler, Digital-Analog-Konverter, Digital-Analog-Umsetzer, DAC, Digital-to-Analog-Converter, wandelt eine anliegende Digitalzahl D in einen proportionalen analogen Spannungspegel U_A(D) um. In Binärdarstellung für DAC mit einer Wandlerbreite von vier Bit gilt für D:

,

wobei die D_i nur die Werte 0 (Low) bzw. 1 (High) annehmen können. Die einfachste Ausführung stellt ein R-2R-Netzwerk dar. Die zugrundeliegende Methode ist die des Spannungsteilers. Beträgt der Wert von D_i = 1, so ist der zugehörige Transistorschalter durchgeschaltet. Für die diskreten Werte des analogen Ausgangssignals gilt nun:

.

Betrachtet man am Beispiel des 4-Bit-DAC das Bitmuster 1000 (D₃ = 1), so wird am jeden der drei folgenden Knoten die Spannung halbiert. Der Vorteil in dieser Methode liegt darin, dass nur Widerstände mit R oder 2R benötigt werden. Der Absolutwert der Widerstände spielt dabei nur eine untergeordnete Rolle, da nur das Verhältnis relevant ist. Dies ermöglicht vernünftige Werte für die Widerstände, und Variationen werden minimiert. Digital-Analog-Wandler finden in vielen Bereichen der Steuer- und Regeltechnik Verwendung (z.B. digitale Signalgeneratoren, Aktoren).