DAC-Ausgangsspannung
Ein 8-Bit-Wandler mit 5 V Referenz macht aus dem Code 128 genau 2,5 V. Geben Sie Code, Referenzspannung und Auflösung ein und erhalten Sie die Ausgangsspannung, die Größe eines Schritts, die Vollaussteuerung und die Zahl der Stufen. Kostenlos in Ihrem Browser.
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Rechenbeispiel
- Code
- 128
- V ref
- 5
- Bits
- 8
- Stufen
- 256 V
- Maximaler Code
- 255
- Lsb
- 0,01953125
- LSB (V)
- 0,01953125
Ein Digital-Analog-Wandler bildet ein ganzzahliges Eingangswort auf eine gestufte Analogspannung ab, die durch Referenz und Wandlerauflösung festgelegt ist. Studierende, Embedded-Ingenieure und Labortechniker brauchen ständig die ideale Übertragungsfunktion: den Code durch zwei hoch Bitbreite teilen und mit der Referenz multiplizieren, sodass Code null Masse (oder null Volt auf unipolarer Skala) ist und der Maximalcode die Vollaussteuerung ein LSB unter der Referenz annähert. Dieser DAC-Ausgangsspannungsrechner akzeptiert einen Digitalcode, eine Referenzspannung in Volt und eine ganzzahlige Auflösung von eins bis zweiunddreißig Bit, wendet die unipolare Binärformel Vout gleich Vref mal Code durch zwei hoch Bits an und liefert die Ausgangsspannung zusammen mit der LSB-Größe, der Vollaussteuerung, der Stufenzahl und einem druckbaren Ausdruck.
So wird die Ausgangsspannung eines idealen Binär-DAC berechnet
Ein idealer n-Bit-binärer Digital-Analog-Wandler teilt die Referenzspannung in zwei hoch n gleiche Stufen und wählt die Stufe anhand des Digitalcodes. Mit Code D als Ganzzahl von null bis zwei hoch n minus eins lautet die Standardformel unipolar binär: Vout gleich Vref mal D geteilt durch zwei hoch n. Die Größe des niedrigstwertigen Bits ist daher Vref durch zwei hoch n, und der Vollaussteuerungscode liefert Vref mal (zwei hoch n minus eins) durch zwei hoch n, also ein LSB unter der Referenz und nicht exakt gleich.
Diese Lücke von einem LSB ist in binär gewichteten und R-2R-Leitermodellen beabsichtigt: Der Alles-eins-Code erreicht Vref nie ganz, wenn die Übertragung über zwei hoch n Stufen geschrieben wird. Die Bitauflösung muss eine ganze Zahl zwischen eins und zweiunddreißig einschließlich sein, damit zwei hoch n eine praktische Zweierpotenz-Ganzzahl bleibt und der Maximalcode eine exakte sichere Ganzzahl ist.
Code null liefert unabhängig von Vref immer Nullausgang, die Hälfte von zwei hoch n liefert für gerades n die halbe Referenz, und eine negative Referenz kehrt das Vorzeichen jeder Stufe um und behält die relativen Brüche bei.
Wo DAC-Ausgangsrechner in der Praxis vorkommen
Einführende Elektronik- und Mikrocontroller-Labore vergeben DAC-Übertragungsaufgaben, damit Lernende einen Registerwert in erwartete Millivolt umrechnen, bevor sie einen Pin mit Multimeter oder Oszilloskop prüfen. Firmware-Bring-up-Teams dimensionieren Vorspannungen, LED-Strom-DACs und Audio-Soft-Start-Rampen, indem sie idealen Vout für jeden programmierten Code berechnen und mit gemessenen Rails innerhalb der Toleranz vergleichen. Analog- und Mixed-Signal-Entwickler nutzen dasselbe Produkt beim Skizzieren unipolarer R-2R-Leitern oder beim Prüfen, ob eine gewählte Bitbreite unter fester Referenz das geforderte LSB in Volt erfüllt.
Halten Sie bipolare Offset-Modelle, Tabellen differentieller Nichtlinearität und den alternativen Vollaussteuerungs-Nenner zwei hoch n minus eins als getrennte Landings, damit jede Suchintention eine klare Seite hat statt eines überladenen Multi-Formel-Werkzeugs, das Lernende und Suchmaschinen verwirrt.
Anwendungsfälle
Laboraufgaben und Multimeter-Checks
Wandeln Sie einen n-Bit-Code und eine Referenz in idealen Vout um, damit Lernende die Spannung vor der Messung eines DAC-Pins am Bank vorhersagen.
Firmware-Vorspannung und Soft-Start-Rampen
Ordnen Sie programmierte Registerwerte erwarteten Millivolt zu, wenn Vorspannungs-Rails, LED-Strom-DACs oder Audio-Soft-Start-Sequenzen hochgefahren werden.
Häufige Fragen
Welche Formel nutzt dieser DAC-Ausgangsspannungsrechner?
Vollaussteuerung (alle Einsen) liegt ein LSB unter Vref.
Welcher Bereich gilt für den Digitalcode?
Eine Ganzzahl von 0 bis 2^bits − 1 einschließlich.
Warum ist die Vollaussteuerung nicht exakt gleich Vref?
Mit binärem (Zweierpotenz-)Nenner ist der Maximalcode 2^n − 1, also ist Vollaussteuerung Vref × (2^n − 1) / 2^n, ein LSB unter der Referenz.
Welche Bitbreiten werden unterstützt?
Ganzzahlige Bits von 1 bis 32 einschließlich. Deckt übliche 8-, 10-, 12-, 16- und 24-Bit-Wandler und hält 2^n für die Maximalcode-Arithmetik exakt.
Was passiert bei einer negativen Referenzspannung oder bei null?
Eine negative Referenz kehrt einfach das Vorzeichen jedes Schritts um, die Anteile bleiben gleich. Eine Referenz von null ist ebenfalls erlaubt und ergibt bei jedem Code null Volt.
Verwandte Tools
Für Entwickler — API-Zugang
Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.
Endpunkt
Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.
Aufruf aus Ihrem Stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/dac-output \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"code":128,"v_ref":5,"bits":8}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/dac-output", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"code": 128,
"v_ref": 5,
"bits": 8
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/elec/dac-output",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"code": 128,
"v_ref": 5,
"bits": 8
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/dac-output", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"code":128,"v_ref":5,"bits":8}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"code":128,"v_ref":5,"bits":8}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/dac-output", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Beispiel-Anfrage
{
"code": 128,
"v_ref": 5,
"bits": 8
}Beispiel-Antwort
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "elec.dac_output",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.
Preis
Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.
Fehler
| HTTP | Code | Bedeutung |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Der API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer). |
402 | insufficient_balance | Ihr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht. |
404 | unknown_type | Unbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog. |
429 | rate_limited | Zu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt. |
Technische Hinweise
Codes außerhalb des Bereichs und nicht ganzzahlige Bitbreiten scheitern mit einer klaren invalid_input-Meldung statt stillschweigendem Wrap. Erfolgreiche Aufrufe kosten den veröffentlichten Basispreis von $0.002; Validierungsfehler werden nicht berechnet.
So wird die Ausgangsspannung eines idealen Binär-DAC berechnet
Eine andere Lehrbuchkonvention normalisiert manchmal gegen zwei hoch n minus eins, damit Vollaussteuerung exakt Vref ist; diese Fähigkeit nutzt bewusst den Zweierpotenz-Nenner, damit Firmware, die Code mit Vref multipliziert und um n Bits nach rechts schiebt, zum JSON-Ergebnis passt.
Was Sie senden und was Sie zurückerhalten
Pro Größe darf nur ein Schlüssel erscheinen, damit der gewählte Wert eindeutig ist. Klassische Prüfungen: Acht-Bit-Wandler mit fünf-Volt-Referenz und Code einhundertachtundzwanzig ergibt genau zwei Komma fünf Volt; Zwölf-Bit-Rail mit drei Komma drei Volt und Code null ergibt null; Zehn-Bit-Bauteil mit Code eintausenddreiundzwanzig nähert sich der Referenz, ohne sie um ein LSB zu erreichen. Nutzen Sie das kostenlose Browserformular für Hausaufgaben und Bank-Checks, dann denselben Vertrag aus Skripten, wenn Sie Massenschlüssel oder Firmware-Testvektoren brauchen. Senden Sie ein JSON-Objekt mit drei Pflichtfeldern: code als ganzzahliges Digitalwort, v_ref als endliche Referenzspannung in Volt und bits als ganzzahlige Auflösung von eins bis zweiunddreißig. Derselbe Code wird unter den Alias digital_code, d, input_code oder value akzeptiert; die Referenz unter vref, Vref, V_ref, reference oder reference_voltage; und die Auflösung unter n, bit_resolution, resolution oder bit_depth. JSON-Zahlen und numerische Zeichenketten sind für Formulare und Tabellenkalkulations-Einfügen akzeptiert; Einheits-Suffix-Zeichenketten wie fünf V als Text werden nicht geparst. Fehlende Felder, leere Zeichenketten, NaN, Infinity, nicht ganzzahlige code oder bits, bits außerhalb von eins bis zweiunddreißig sowie Codes außerhalb von null bis zwei hoch bits minus eins scheitern mit invalid_input unter Nennung des Problems und werden nicht berechnet. Bei Erfolg enthält der Body bereinigtes code, bits und v_ref; levels gleich zwei hoch bits; max_code gleich levels minus eins; lsb und lsb_volts als Stufengröße; v_out und voltage_out als dasselbe Analogergebnis; full_scale und full_scale_voltage für den Alles-eins-Code; fraction als code durch levels; unit gleich V; formula Vout gleich Vref mal code durch zwei hoch bits; einen kurzen Ausdruck mit den Zahlen; und method dac_binary_unipolar. Der Preis erfolgreicher API-Aufrufe ist die veröffentlichte Basis von $0.002 pro Element.
Wo DAC-Ausgangsrechner in der Praxis vorkommen
Produktions-Testfixtures, die einen DAC durch eine bekannte Codesequenz führen, können die API aufrufen und behaupten, dass erwartete Spannungen der Instrumentierung innerhalb weniger LSB entsprechen, bevor Yield-Screens laufen. Da diese Fähigkeit reines Parse-Tier A ist, kostet jeder erfolgreiche Aufruf den veröffentlichten Basispreis $0.002 ohne Modell-Tokens und ohne ausgehendes Netzwerk; fehlgeschlagene Validierung wird nicht berechnet.
Integrationsbeispiele
CI-Fixtures und Lösungsschlüssel
Automatisieren Sie dasselbe Produkt Vout = Vref × code / 2^n wie im Browser, damit Auto-Bewerter und Produktions-DAC-Walk-Tests eine gemeinsame Wahrheit teilen.
Technische Fragen
Was kostet es?
Das Browser-Tool ist kostenlos und läuft lokal. API-Anfragen nutzen Prepaid-KIT-Guthaben zu $0.002 pro erfolgreichem Element; ungültige Eingabe wird nicht berechnet.