Los dispositivos de audio digital, como reproductores de MP3, unidades de CD y tarjetas de sonido, dependen de los DAC para convertir los datos binarios almacenados en un disco o transmitidos por Internet en variaciones de voltaje o corriente que un altavoz puede reproducir.
Un DAC recibe un flujo de muestras binarias y produce una forma de onda analógica correspondiente. Internamente, el dispositivo primero genera una señal de "escalón":cada muestra digital se asigna a un nivel de voltaje discreto. Para convertir eso en una onda de sonido suave y continua, el DAC aplica interpolación (estimando el voltaje entre pasos sucesivos) para que la salida se parezca a la señal acústica original.
Mientras que un DAC convierte un flujo de audio binario en un voltaje analógico, un ADC realiza la operación inversa, convirtiendo una onda de sonido física en una representación digital. Juntos, los ADC y DAC forman la columna vertebral de la grabación, reproducción y telecomunicaciones de audio modernas.
En una llamada telefónica típica, su voz es capturada por un micrófono, convertida en una señal eléctrica analógica, digitalizada por un ADC, transmitida como paquetes de datos y finalmente convertida nuevamente a una señal analógica por el DAC de un receptor.
Los parámetros clave de rendimiento para estos convertidores son la frecuencia de muestreo y la resolución. La velocidad de muestreo, medida en muestras por segundo, determina la precisión con la que se puede capturar la forma de onda. La resolución, expresada en bits, determina el número de niveles discretos disponibles; un conversor de 8 bits ofrece 256 pasos, mientras que un conversor de 24 bits ofrece 16 777 216 niveles.
En muchos diseños de DAC, el voltaje de salida se calcula de la siguiente manera:
V_salida =(V4*G4 + V3*G3 + V2*G2 + V1*G1) / (G4 + G3 + G2 + G1)
donde V1…V4 son los voltajes de entrada y G1…G4 son las conductancias de las etapas del atenuador individuales. Usando el teorema de Thevenin, la resistencia equivalente de la red es R_t =1/(G4 + G3 + G2 + G1). Luego se puede aplicar la ley de Ohm (V =I*R) para determinar la corriente de salida.
Las topologías comunes de ADC incluyen:
Dos arquitecturas DAC ampliamente adoptadas son la red en escalera R‑2R y la resistencia ponderada binaria matriz. La escalera R‑2R utiliza dos valores de resistencia, uno el doble del otro, para simplificar el escalado. Los diseños ponderados binarios asignan valores de resistencia proporcionales a potencias de dos, lo que proporciona un control digital sencillo sobre la salida analógica.
Los convertidores de digital a analógico son parte integral de reproductores de CD, reproductores de música digital, tarjetas de sonido de computadora, consolas de juegos y transmisiones de audio en red. Permiten señales analógicas de nivel de línea que se pueden amplificar o enviar directamente a altavoces USB. Si bien muchos DAC de consumo funcionan con un voltaje de referencia fijo, las unidades industriales pueden admitir referencias variables para adaptarse a diferentes fuentes de alimentación.
