디지털-아날로그 변환 기초: ADC와 DAC의 원리 및 응용

개요

센서 장치 자체가 디지털인 경우(스위치, 릴레이, 인코더 등), 신호가 이진 온/오프이므로 게이트 로직과 자연스럽게 인터페이스되어 디지털 회로와의 통합이 간단합니다.

아날로그 장치가 개입되면 인터페이스가 훨씬 복잡해집니다. 이 간극을 메우기 위해 전자 부품은 연속적인 아날로그 신호를 이산적인 디지털 값으로, 또는 그 반대로 변환해야 합니다. 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 전자를, 디지털-아날로그 변환기(DAC)는 후자를 수행합니다.

ADC에서 아날로그 전기 신호(일반적으로 전압 또는 전류)가 샘플링되고 양자화되어 디지털 시스템이 처리할 수 있는 이진수로 변환됩니다. ADC의 블록 다이어그램 표현은 다음과 같습니다:

반대로 DAC는 이진 입력을 받아 해당하는 아날로그 전압 또는 전류를 합성합니다. DAC의 블록 다이어그램은 다음과 같습니다:

ADC와 DAC는 함께 아날로그 센서 및 액추에이터와 상호작용해야 하는 디지털 시스템을 위한 완전한 인터페이스를 제공합니다. 일반적인 응용 분야는 자동차 엔진 제어 장치로, 센서 판독값이 디지털 데이터로 변환되어 처리되고, 제어 명령이 다시 아날로그 신호로 변환되어 액추에이터를 구동합니다.

실제로 디지털 신호를 아날로그로 변환하는 것이 역방향 변환보다 일반적으로 더 간단합니다. 따라서 DAC 회로를 먼저 살펴본 후 ADC 설계를 탐구하겠습니다.

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