ADC અને DAC કન્વર્ટર કેવી રીતે કામ કરે છે: તમારે જે જાણવાની જરૂર છે તે બધું

DAC (ડિજિટલથી એનાલોગ) અને ADC (એનાલોગથી ડિજિટલ) કન્વર્ટર્સ એ ઘણા ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં આવશ્યક ઘટકો છે જેનો આપણે દરરોજ ઉપયોગ કરીએ છીએ, કારણ કે તેઓ ડિજિટલ આંકડાકીય માહિતીને એનાલોગ સિગ્નલોમાં રૂપાંતરિત કરવાની મંજૂરી આપે છે, જેમ કે ધ્વનિ અને તેનાથી વિપરીત. જો તમે ક્યારેય વિચાર્યું હોય કે ડિજિટલ મ્યુઝિક કેવી રીતે શ્રેણીબદ્ધ અને શૂન્યથી તમારા કાન સાંભળી શકે છે, અથવા માઇક્રોફોન તમારા અવાજને કમ્પ્યુટર પર પ્રક્રિયા કરવા માટે ડેટામાં કેવી રીતે રૂપાંતરિત કરે છે, તો જવાબ આ કન્વર્ટર્સમાં રહેલો છે. તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે સમજવું એ માત્ર રસપ્રદ જ નથી, પરંતુ જેઓ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, ઑડિયોના ક્ષેત્રમાં પ્રવેશવા માગે છે અથવા આપણી આસપાસની ટેક્નોલોજી વિશે વધુ ટેકનિકલ જ્ઞાન ધરાવતા હોય તેમના માટે પણ તે ચાવીરૂપ છે.

આ ઉપકરણો, જો કે તે જટિલ લાગે છે, એક પ્રક્રિયા હાથ ધરે છે જેનું વર્ણન કરવા માટે એકદમ સરળ છે, પરંતુ વ્યવહારમાં ઉચ્ચ ચોકસાઇ અને અદ્યતન તકનીકની જરૂર છે. આ સમગ્ર લેખ દરમિયાન અમે તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે, તેની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ, અસ્તિત્વમાં છે તે પ્રકારો અને રોજિંદા જીવનમાં તેનો ક્યાં ઉપયોગ થાય છે તે તોડી નાખવા જઈ રહ્યા છીએ જેથી બધું તમારા માટે સ્પષ્ટ થાય.

DAC કન્વર્ટર શું છે અને તે શેના માટે છે?

Un ડિજિટલ થી એનાલોગ કન્વર્ટર, જેને DAC (ડિજિટલથી એનાલોગ કન્વર્ટર) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે એક ઉપકરણ છે જે ડિજિટલ માહિતી લે છે, જે સામાન્ય રીતે દ્વિસંગી કોડમાં રજૂ થાય છે (0s અને 1sનો ક્રમ), અને તેને સતત એનાલોગ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરે છે, કારણ કે તમે ઑડિયો હોઈ શકો છો. સંકેત આ એનાલોગ સિગ્નલ એ છે જેને તમે સ્પીકર્સ, હેડફોન અથવા અન્ય કોઈપણ ઓડિયો આઉટપુટ ઉપકરણ દ્વારા સાંભળી શકો છો.

La રિઝોલ્યુશન DAC નું સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ છે, કારણ કે તે પરિણામી એનાલોગ સિગ્નલની ચોકસાઈ નક્કી કરે છે. રિઝોલ્યુશન સીધી રીતે કન્વર્ટરના બિટ્સની સંખ્યા સાથે સંબંધિત છે: ઉદાહરણ તરીકે, 8-બીટ DAC 16-બીટ કરતા ઓછી ચોકસાઇ ધરાવે છે. એક સારો DAC ડિજિટલ ઑડિયો ગુણવત્તામાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકે છે, જેમ કે ઉચ્ચ-વફાદારી મ્યુઝિક પ્લેયર્સનો કેસ છે.

અન્ય સંબંધિત પાસું તેના છે પ્રતિભાવ સમય, એટલે કે, તમે જે ઝડપે રૂપાંતરણ કરી શકો છો. ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી ઑડિઓ ઍપ્લિકેશનોમાં આ નિર્ણાયક છે, જ્યાં લેટન્સી ન્યૂનતમ હોવી જોઈએ. વધુમાં, DAC માં વિવિધ પ્રકારના આઉટપુટ પણ હોઈ શકે છે: કેટલાક વર્તમાન હોઈ શકે છે, અન્ય વોલ્ટેજ હોઈ શકે છે, અને ઉત્પાદકની વિશિષ્ટતાઓ આ તફાવતોની વિગતો આપે છે.

ADC કન્વર્ટર શું છે?

બીજી તરફ, ડિજિટલ એનાલોગ કન્વર્ટર (ADC, એનાલોગ થી ડિજિટલ કન્વર્ટર) વિપરીત કામગીરી કરે છે. તે એનાલોગ સિગ્નલ લે છે, જેમ કે તમારો અવાજ માઇક્રોફોન દ્વારા કેપ્ચર કરવામાં આવે છે, સેન્સર દ્વારા માપવામાં આવે છે તાપમાન અથવા વોલ્ટેજ સિગ્નલ, અને તેને ડિજિટલ ડેટામાં રૂપાંતરિત કરે છે જે કમ્પ્યુટર અથવા અન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણ દ્વારા પ્રક્રિયા કરી શકાય છે.

ADC તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયા મારફતે કામ કરે છે નમૂના y પ્રમાણીકરણ. સેમ્પલિંગમાં વિવિધ સમયના અંતરાલો પર સિગ્નલને "કાપવું" અને તે દરેક બિંદુઓ પર એનાલોગ સિગ્નલના મૂલ્યને રેકોર્ડ કરવાનો સમાવેશ થાય છે. આગળ, પ્રમાણીકરણ હાથ ધરવામાં આવે છે, જેમાં કોડિંગ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને ડિજિટલ નંબરને તે મૂલ્ય સોંપવાનો સમાવેશ થાય છે. સેમ્પલિંગ રેટ, kHz માં માપવામાં આવે છે, તે રૂપાંતરણની ગુણવત્તામાં એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે; સેમ્પલ રેટ જેટલો ઊંચો છે, તેટલું વધુ સચોટ રૂપાંતરણ.

ADC માં નમૂના અને પ્રમાણીકરણ પ્રક્રિયા

ADC જે પ્રથમ વસ્તુ કરે છે તે સમયાંતરે અંતરાલો પર એનાલોગ સિગ્નલને માપે છે, જેને આપણે કહીએ છીએ નમૂના. આ સેમ્પલિંગ ફ્રીક્વન્સીમાં વ્યક્ત થાય છે અને તમે શું કન્વર્ટ કરવા માંગો છો તેના પર આધાર રાખે છે. ઑડિયો માટે, ઉદાહરણ તરીકે, પ્રમાણભૂત આવર્તન સામાન્ય રીતે 44.1 kHz છે, જેનો ઉપયોગ CD માં થાય છે અને તે મનુષ્યો સાંભળી શકે તેવી મહત્તમ આવર્તન કરતાં બમણી છે, 20 kHz. અહીં આપણે લાગુ કરીએ છીએ Nyquist સેમ્પલિંગ પ્રમેય, જે જણાવે છે કે વિકૃતિ ટાળવા માટે સેમ્પલિંગ દર મહત્તમ સિગ્નલ આવર્તન કરતા બમણા કરતા વધારે હોવો જોઈએ.

આગળ, ધ પ્રમાણીકરણ, જે મૂળભૂત રીતે દરેક નમૂનાના મૂલ્યને ડિજિટલ નંબરને અસાઇન કરે છે. દરેક નમૂનાનું પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે વપરાતા બિટ્સની સંખ્યા નક્કી કરે છે થોડી ઊંડાઈ. ADC જેટલી વધુ બીટ ઊંડાઈ ધરાવે છે, મૂળ એનાલોગ સિગ્નલ વધુ સચોટ રીતે રજૂ થાય છે.

ADC અને DAC ના પ્રકાર: કેટલા છે?

ત્યાં ઘણા છે ADC અને DAC ના પ્રકાર, અને દરેકના તેના ફાયદા અને ગેરફાયદા છે જે ચોકસાઇ અને રૂપાંતરણ ઝડપની જરૂરિયાતોને આધારે છે. સૌથી સામાન્ય ADC છે ક્રમિક અંદાજો, સિગ્મા-ડેલ્ટા y નહેરીકરણ.

અનુગામી અંદાજ ADC, અથવા SAR, સૌથી વધુ લોકપ્રિય છે કારણ કે તે ઓફર કરે છે ઓછી વીજ વપરાશ અને તે તદ્દન છે જરૂરી, જો કે તે સૌથી ઝડપી નથી. તે એનાલોગ સિગ્નલ લઈને અને શ્રેષ્ઠ સંભવિત ડિજિટલ અંદાજ પ્રાપ્ત ન થાય ત્યાં સુધી આંતરિક DAC ના મૂલ્યો સાથે પગલું દ્વારા તેની તુલના કરીને કાર્ય કરે છે. તેઓ એપ્લીકેશન માટે યોગ્ય છે જ્યાં અલ્ટ્રા-ફાસ્ટ રૂપાંતરણની જરૂર નથી.

તેના ભાગ માટે, સિગ્મા-ડેલ્ટા એડીસીને ઓફર કરવાનો ફાયદો છે ખૂબ જ ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન, તેને ઑડિઓ એપ્લિકેશન અથવા ચોક્કસ માપન માટે આદર્શ બનાવે છે. જો કે, તેની કન્વર્ઝન સ્પીડ ધીમી છે.

છેલ્લે, પાઇપલાઇન ADC સૌથી ઝડપી છે, અને તેનો ઉપયોગ એપ્લીકેશનમાં થાય છે જ્યાં ટૂંકા સમયમાં મોટી માત્રામાં ડેટાની પ્રક્રિયા કરવાની જરૂર હોય છે, જેમ કે ટેલિકોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સમાં અથવા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઇમેજિંગમાં. આ વધુ જટિલ છે અને સામાન્ય રીતે અન્ય પ્રકારના ADC કરતાં વધુ પાવર વાપરે છે.

સૌથી સામાન્ય DACs

DACs વિશે, અમે તે વચ્ચે તફાવત કરી શકીએ છીએ સીડી R-2R, આ પ્રતિકારક સાંકળ અને દ્વિસંગી ભારિત. દ્વિસંગી ભારિત DAC એ સૌથી મૂળભૂત છે, જે પ્રતિરોધકોના સંયોજન પર આધારિત છે જે દ્વિસંગી મૂલ્યોને અનુરૂપ એનાલોગ વોલ્ટેજમાં રૂપાંતરિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. જો કે, તેઓ ખૂબ ઊંચી સંખ્યાઓ સાથે કામ કરતી વખતે ચોકસાઇ સમસ્યાઓ રજૂ કરે છે.

R-2R લેડર DAC, તે દરમિયાન, માત્ર બે રેઝિસ્ટર મૂલ્યોનો ઉપયોગ કરીને વધુ ચોક્કસ અને માપી શકાય તેવું છે, જે તેને ઉદ્યોગમાં ખૂબ જ લોકપ્રિય મોડલ બનાવે છે. આ પ્રકારના DAC ના વિવિધ વર્ઝન ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોની વિશાળ શ્રેણીમાં હાજર છે.

ADCs અને DAC ની અરજીઓ

DAC અને ADC કન્વર્ટર પાસે મોટી સંખ્યામાં પ્રાયોગિક એપ્લિકેશનો છે. ના કિસ્સામાં ડીએસી, જેમ કે ઓડિયો ઉપકરણોમાં મહત્વપૂર્ણ છે સીડી પ્લેયર્સ, કમ્પ્યુટર્સ અને આધુનિક ઉચ્ચ-વફાદારી સંગીત પ્લેયર્સ માટે સાઉન્ડ કાર્ડ્સ. આ બાહ્ય DACs તેઓ ઘણી વખત ઑડિઓફાઈલ્સ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાય છે જેઓ તેમની સિસ્ટમની ઑડિયો ગુણવત્તા સુધારવા માટે જોઈ રહ્યા છે. તેઓ મોટાભાગે સીડી પ્લેયર અથવા કોમ્પ્યુટર સાથે જોડાયેલા હોય છે અને પછી એમ્પ્લીફાયર સાથે જોડાયેલા હોય છે જેથી ડિજિટલ સિગ્નલોને વધુ ચોકસાઇ અને ગુણવત્તા સાથે એનાલોગમાં કન્વર્ટ કરવામાં આવે.

બીજી તરફ, એડીસી તેઓ જેવા સાધનોમાં આવશ્યક છે માઇક્રોફોન, ડિજિટલ કેમેરા અને કોઈપણ સિસ્ટમ કે જે એનાલોગ સિગ્નલ એકત્રિત કરે છે અને તેને ડિજિટલ ફોર્મેટમાં પ્રક્રિયા કરવાની જરૂર છે. કોમ્પ્યુટર પોતે જ સંપૂર્ણ એનાલોગ સિગ્નલ સમજી શકતું નથી; તેને પ્રોસેસ કરતા પહેલા તેને ડિજિટલ ડેટામાં કન્વર્ટ કરવા માટે ADCની જરૂર પડશે.

ઘણી સિસ્ટમોમાં, જેમ કે ઓડિયો ઈન્ટરફેસ રેકોર્ડિંગ સ્ટુડિયો માટે, ADC અને DAC બંને સાથે મળીને કામ કરે છે. ADC માઇક્રોફોનમાંથી સિગ્નલ લે છે અને તેને ડિજિટલ ડેટામાં રૂપાંતરિત કરે છે જેથી સોફ્ટવેર તેની પ્રક્રિયા કરી શકે, અસરો લાગુ કરી શકે વગેરે. DAC પછી પ્રોસેસ્ડ ડેટા લે છે અને તેને પાછું એનાલોગ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરે છે જેથી તેને હેડફોન અથવા સ્પીકર્સ દ્વારા ફરી વગાડી શકાય.

કન્વર્ટરનો ઇતિહાસ અને ઉત્ક્રાંતિ

ઑડિયો ઉદ્યોગમાં ADCs અને DAC ના ઉત્ક્રાંતિમાં પહેલું મોટું પગલું એ ટેપ રેકોર્ડિંગની શોધ હતી. શરૂઆતમાં એનાલોગ હોવા છતાં, આ ટેક્નોલોજીની પ્રકૃતિએ એન્જિનિયરોને સિગ્નલને ડિજિટાઇઝ કરવાની વિવિધ રીતો સાથે પ્રયોગ કરવાની મંજૂરી આપી. સૌપ્રથમ કોમર્શિયલ એડીસી/ડીએસી એપ્લીકેશનો 70ના દાયકામાં શરૂ થયા, જ્યારે સોની જેવી કંપનીઓએ અદ્યતન ડિજિટલ રેકોર્ડર લોન્ચ કર્યા જે ઓડિયોને રેકોર્ડ, સંપાદિત અને ડિજિટલ રીતે પ્રોસેસ કરવાની મંજૂરી આપે છે. નું આગમન CD 80 ના દાયકામાં, તેની 44.1 kHz ગુણવત્તા સાથે, આ ટેક્નોલોજીને લોકપ્રિય બનાવવાની મુખ્ય ક્ષણ હતી, અને થોડા સમય પછી વ્યાવસાયિક અભ્યાસ તેઓએ આ કન્વર્ટરનો વ્યવસ્થિત રીતે ઉપયોગ કરવાનું શરૂ કર્યું.

આજે, સેમિકન્ડક્ટર ટેક્નોલૉજીમાં પ્રગતિને કારણે, ADCs અને DACs એ બિંદુએ લઘુચિત્ર કરવામાં આવ્યા છે કે તેઓ નાના સંકલિત સર્કિટમાં ફિટ થઈ જાય છે, જે તેમને ઝડપી, વધુ સચોટ અને સામાન્ય લોકો માટે વધુ સુલભ બનાવે છે. હવે, મોબાઇલ ઉપકરણો પર પણ, અમે ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી રૂપાંતરણ સિસ્ટમો શોધી શકીએ છીએ જે અગાઉ ફક્ત ખૂબ જ ખર્ચાળ વ્યાવસાયિક સાધનો પર જ શક્ય હતી.

ADC અથવા DAC પસંદ કરવા માટેના મુખ્ય પરિબળો

પસંદ કરો યોગ્ય કન્વર્ટર તે મોટે ભાગે તમારે શું કરવાની જરૂર છે તેના પર નિર્ભર છે. ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી ઑડિઓ એપ્લિકેશન્સ માટે, એ સાથે DAC શોધવું હિતાવહ છે ઉચ્ચ નમૂના દર (CD ગુણવત્તા માટે ન્યૂનતમ 44.1 kHz) અને પર્યાપ્ત થોડી ઊંડાઈ (16 અથવા 24 બિટ્સ). વધુમાં, DAC ના વિકલ્પને ધ્યાનમાં લેવું મહત્વપૂર્ણ છે અસુમેળ, જે કમ્પ્યુટરની મુખ્ય ઘડિયાળથી સ્વતંત્ર રીતે કામ કરીને ભૂલ ઘટાડવાની ઓફર કરી શકે છે.

બીજી બાજુ, ઔદ્યોગિક અથવા નિયંત્રણ એપ્લિકેશનો માટે, તમારે એક એડીસીની જરૂર પડશે જે સિગ્નલો પર ઝડપથી પ્રક્રિયા કરી શકે અને સંભવતઃ વધુ મજબૂત અને પાવર-કાર્યક્ષમ બિલ્ડ હોય. આ પ્રકારની એપ્લિકેશન્સમાં, જેમ કે HVAC સિસ્ટમના તાપમાનને નિયંત્રિત કરવા માટે, તે નિર્ણાયક છે કે કન્વર્ટર વેરિયેબલ એનાલોગ ઇનપુટ્સને હેન્ડલ કરવા અને સિસ્ટમને નિયંત્રિત કરતા કમ્પ્યુટર દ્વારા પ્રક્રિયા કરવા માટે ડિજિટલ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરવામાં સક્ષમ હોય.