數位類比轉換器（DAC）

數位類比轉換器就是把 ADC 反過來跑：它接收一串數字——晶片算出來或存下來的代碼——再把它們重建成真實、連續的電壓或電流，送給揚聲器、天線驅動器或某個控制迴路。可以把它想成一套按數字填色的顏料盒。數位這邊遞過來一個序號（「這個取樣點是 4096 級裡的第 1402 級」），DAC 就調出恰好那種深淺的類比量，並把它穩穩保持在輸出端，直到下一個數字到來。每一個代碼對應一架梯子上的一級，這架梯子總共有 2^N 個等間距的輸出電平；一級的高度——也就是轉換器能邁出的最小一步——就是 LSB，等於滿量程範圍除以 2^N。所以一個滿量程 1.2 V 的 12 位元 DAC，每一跳大約是 1.2 V / 4096，約 0.3 mV。

由於輸出只在新取樣到來時才變化，之後就保持平直（這叫零階保持），原始訊號出來的是一道樓梯，而不是一條平滑曲線。這種稜角分明的台階是你並沒有要的高頻雜質，所以 DAC 後面幾乎總要接一個類比重建濾波器——一個溫和的低通——把這些台階重新磨圓成本該有的波形。有限的級數還給保真度設了一道硬天花板：一個理想的 N 位元轉換器在滿量程正弦訊號下，訊噪比最多也就到大約 6.02N + 1.76 dB，這跟 ADC 遵守的量化極限是同一條，所以每多一位元大約能換來 6 dB。真實的 DAC 連這個數都達不到，因為沒有哪兩級是間距完全相等的。

正是這些間距上的不完美，讓類比實踐變得棘手。微分非線性（DNL）衡量每一步偏離一個理想 LSB 有多遠，積分非線性（INL）則衡量整條傳輸曲線累積起來的彎曲程度；一旦 DNL 達到 -1 LSB，代碼在遞增、輸出卻可能往回走，這就是非單調 DAC，會悄無聲息地毀掉任何依賴它的回饋迴路。另一個經典的坑是毛刺能量（glitch energy）：在像 0111 跳到 1000 這樣的大代碼跳變處，許多內部開關會在略有差異的瞬間翻轉，於是有那麼幾奈秒，輸出會衝到一個它本不該去的地方。這就是為什麼架構很關鍵——慢速、高精度的音訊元件可能用 R-2R 梯形網路，而高速的通訊發射機則會選用電流舵（current-steering）DAC，它專為以最小毛刺切換電流而設計。