Designing Sound

Digital-to-analog conversion
0v
R
R
2R
To amplifier
via anti−alias filter
T2
T1
T0
V
V
V
Bit 2 Bit 1 Bit 0
2R
2R
2R
Output
+
−
Figure 7.2
Digital-to-analog conversion using a resistor ladder.
Analog-to-Digital Conversion
Now we can look at analog-to-digital conversion, because one easy way to under-
stand this uses a DAC. In figure 7.3 there is a DAC connected to a binary
counter. The clock that drives the counter runs much faster than the sam-
pling rate. On every clock cycle the counter either increments or decrements
depending on which input is selected. These inputs are fed from a comparator,
a circuit that compares the present input voltage with the output of the DAC.
If the input voltage is lower than the DAC output the counter decreases, and

---

7.1 Signals
123
2R
2R
2R
2R
R
R 0v
>
<
Output to CPU bus
Comparator
Counter
Count down
Count up
clock
DAC
Bit 2
Bit 1
Bit 0
Analog-to-digital conversion
Hold circuit
Input from
microphone
+
−
Figure 7.3
Analog-to-digital conversion by approximation.
it increases if the input voltage is higher. Thus the counter converges on the
binary representation of the instantaneous input voltage. When the counter
doesn’t change anymore, the binary number at its output is sent to the CPU
as the result. To briefly hold the input voltage steady a
sample hold
stage is
applied while convergence takes place.