Digital-Analog-Umsetzer

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Ein Digital-Analog-Umsetzer (DAU) – auch engl. Digital-Analog-Converter (DAC) oder Digital-Analog-Wandler (DAW) genannt – wandelt digitale Werte in analoge Signale um, wobei drei mögliche Methoden unterschieden werden.

[Bearbeiten] Direkte Methode (Parallel-Verfahren)

Es werden alle möglichen Ausgangswerte gleichzeitig zur Verfügung gestellt und direkt mit dem digitalen Wert über einen 1-aus-n Schalter (Multiplexer) ausgewählt. Dieses ist das schnellste aber auch aufwendigste Verfahren.

[Bearbeiten] Zählmethode (Pulsweitenmodulation)

Diese Methode erfordert nur einen einzigen Schalter, der periodisch geöffnet und geschlossen wird. Das Tastverhältnis wird mit Hilfe des digitalen Wertes so eingestellt, dass der arithmetische Mittelwert der gesuchten Ausgangsgröße entspricht. Dieses Verfahren benötigt die größte Umsetzungszeit, lässt sich aber sehr gut als integrierte Schaltung realisieren.

Das Ausgangssignal wird dann üblicherweise mit einem Tiefpass gefiltert.

Jeder D-A- oder A-D-Wandler braucht zum Umrechnen Latenzzeit. Je kürzer diese ist, umso besser. Es sollte unbedingt auf eine kurze Latenzzeit (Delay (Musik)) des Wandlers geachtet werden.

[Bearbeiten] Iterationsmethode (Wäge-Verfahren)

Hier wird das analoge Ausgangssignal mit Hilfe von gewichteten Widerständen erzeugt. Man benötigt so viele Schalter, wie Bits zur Darstellung der digitalen Werte verwendet werden. Dieses Verfahren bietet einen sehr guten Kompromiss aus Aufwand und Umsetzungsgeschwindigkeit.

[Bearbeiten] Siehe auch

R2R-Netzwerk

[Bearbeiten] Wandlungsfehler

Abb. 3: Kennlinie eines DAC

Bei einem idealen Digital-Analog-Wandler besteht ein offset-freier, linearer Zusammenhang zwischen Eingangs- und Ausgangsgröße.
Durch den Vergleich der Kennlinien von idealem und realem Wandler sind folgende Fehler definiert (siehe Abb. 3):
Für eine nicht monotone Kennlinie gilt, dass es innerhalb des Kurvenverlaufes Intervalle gibt, für die $U a u s (n) < U a u s (n - 1)$ gilt.