데이터 변환기 실험 DAC ADC

소개글

데이터 변환기 실험 DAC ADC에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 제목
　1) 데이터 변환기 실험

2. 목적

3. 실험 결과 및 분석
　1) 실험
　　실험 1. 디지털-아날로그 변환기
　　실험 2. 아날로그-디지털 변환기

4. 고찰사항

5. 실험결과 분석 및 토의



1. 제목
　1) 데이터 변환기 실험

2. 예비 보고사항
　1)DAC
　2)ADC

3. PSPICE Simulation
　1) 실험1 DAC 디지털-아날로그 변환기
　2) 실험2 ADC 아날로그-디지털 변환기

본문내용

특성 곡선을 바탕으로 DNL, INL, 오프셋, 이득 오차 등을 구하시오.
아날로그 입력
이진 코드
0
000
1.5
001
3
010
4.5
011
6
100
분석 : 아날로그 입력의 크기에 따라서 디지털신호로 디코딩 되는 회로를 통과하여 다음과 같은 신호를 얻었다. 이것을 그래프로 그렸는데 이진수를 표현하기 위하여 세로축에 입력을 하였는데 잘 되지 않아서 10진법으로 바꾸어 숫자를 표기하였다. 디지털 출력이므로 선형적인 출력이 나왔고 이것은 아날로그 입력이 들어올 때 원하는 출력이 나오는 것을 알 수 있었다.
4. 고찰사항
1.1 [실험회로 1-1]과 [실험회로 1-2]의 INL, DNL, 오프셋, 이득 오차 특성을 향상시킬 수 있는 방안에 대해서 설명하시오.
INL과 DNL을 향상시키기 위해서는 각각의 Vx와 Vx+1이 올바른 값에 가깝게 나와야 한다. 그러기 위해서는 저항의 크기를 잘 조절하여 전압이 들어올 때 오차가 생기지 않도록 하여야 한다. 저항의 크기를 작은 것을 쓰게되면 저항이 가진 허용오차에 의하여 도선 및 다른 회로부분에 존재하는 저항에 의하여 바뀔 수 있는 비율이 커지기 때문에 이것을 주의하여 어느정도 큰 저항을 사용하여야 한다. 오프셋은 가작 작은 크기일때의 출력인데 이것을 맞추기 위해서는 저항의 크기와 opamp의 전압을 확인하여 조절하여 주어야 한다. 이득오차도 이와 마찬가지로 저항의 값을 잘 맞추어야 큰 차이없이 출력이 나오게 된다.
1.2 [실험회로 1-1]과 [실험회로 1-2]의 INL, DNL, 오프셋, 이득 오차 특성을 비교하고, 성능 차이가 발생하는 원인을 설명하시오.
회로1과 2의 차이는 저항의 배열에 있다. 회로1은 이진수로 저항을 병렬로 연결하였기 때문에 여기서 걸리는 가중치로 인한 오차가 발생할 수 있기 때문에 이것으로 출력에 비선형적이 성분이 발생하게 된다. 그러므로 성능이 저하되게 된다. 하지만 R-2R Ladder인 회로2에서는 저항의 크기가 일정하게 나타나므로 이것으로 인한 비선형적인 오차가 줄어들게 된다.
1.3 디지털-아날로그 변환기의 최대 동작 속도가 제한되는 이유를 설명하시오.
최대 동작속도가 제한되는 것은 디지털 신호가 변화하는 것은 저항이 가진 크기가 변하기 때문이다. 이것으로 인하여 Vref로 들어온 d신호가 바뀌게 되고 그것이 입력으로 되는 것이다. 저항의 크기는 스위치에 의하여 변하게 되는 것이다. 스위치의 변화속도는 빠르면 ms단위로 변하게 될 것이므로 여기서 속도가 제한되는 것을 알 수 있다.
2.1 아날로그-디지털 변환기의 DNL과 INL이 발생하는 원인을 분석하고, 개선 방법을 설명하시오.
아날로그 신호가 들어가게 되고 여기서 디지털로 변하게 되는데 여기서는 DNL과 INL이 생기는 이유는 디코딩 되는 과정에서 delay가 발생하게 되면 그 시간차이가 원인이 된다. 그것을 개선하기 위해서는 신호가 재빠르게 들어가도록 회로를 조절하여 주면 될 것이라고 본다.
2.2. 아날로그-디지털 변환기의 최대 동작 속도가 제한되는 이유를 설명하시오.
여기서도 입력신호 대비 출력 신호의 동작에서 딜레이 되는 것을 볼 수 있는데 이것을 통하여 동작속도가 제한이 될 수 있다. 여기서는 스위치가 사용되지 않지만 디지털신호로 바뀌는 디코더가 사용이 되므로 여기서 발생하는 td에 의하여 클럭스피드가 결정이 되고 이것으로 인하여 제한이 되는 것이다.
5. 실험결과 분석 및 토의
ADC와 DAC에 대하여 실험을 하였다. 디지털과 아날로그 회로를 배우고 이것의 변환기를 직접 확인하는 실험이었고 여기서는 변하게 될 때의 성질인 INL, DNL, 오프셋, 이득오차에 대하여 확인을 하였는데 저항을 조절하게 됨으로 인하여 이것들을 조절할 수 있는 것을 알게 되었고 최대속도가 제한 되는 것을 알 수 있었다.
1. 제목
1) 데이터 변환기 실험
2. 예비 보고사항
1)DAC
(1) DAC의 다음의 성능 파라미터들에 대해서 조사하시오.
신호 대 잡음비(SNR) : 신호의 크기(결함 에코의 높이)와 잡음(임상 에코 포함) 크기의 비. 이 값이 크면 신호 해석에 유리하므로 이 신호 대 잡음비를 높이는 방법으로 탐상한다. 즉, 이 값이 클수록 결함의 검출 능력이 향상된다.
INL은 디지털 출력코드의 중간지점이 이상적인 직선으로부터 얼마나 벗어나 있느지 LSB단위로 표현한 양임.
DNL은 아날로그 출력 전압 사이의 간격이 이상적인 DAC의 1LSB에 비해서 얼마나 벗어나 있는지를 나타내는 척도이다.
오프셋 DAC입력이 가장 작을

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