04 AD_DA 컨버터 응용 전기회로 설계 (결과레포트)

소개글

04 AD_DA 컨버터 응용 전기회로 설계 (결과레포트)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

<설계4 결과보고서>
AD / DA 컨버터 응용 전기회로설계

실험1. 전압 가산형 D/A 변환기

1-1) X 의 저항값이 1kΩ일 때
1-2) X 의 저항값이 10kΩ일 때

실험2. 7490을 이용한 D/A 변환
2-1) 주파수 발생기(Timer IC 회로)를 이용하여 계단파형 측정
2-2) 7490의 각 단자별 파형과 전체 회로의 출력파형
2-3) 주파수발생회로 R, C값에 따른 7490의 출력 파형 변화


실험3. A/D 변환 설계
3-1) 가변저항 변화에 따른 출력 파형 변화


<토론과제> 일반적으로 설계자들은 왜 12-bit나 더 높은 분해능을 갖는 변환기를 선택하지 않고 10-bit 변환기를 더 많이 선택하는가? 그 이유는 무엇인가?

본문내용

번째 실험에서는 555D의 입력에 변화가 있을 때 마다 7490의 카운터가 발생했다면, 저항을 바꾼 회로에서는 555D에서 7490으로 입력이 주어질 때만 카운터 된 것을 확인 할 수 있습니다.
실험3. A/D 변환 설계
이 실험은 앞에 실험1,2와 반대로 아날로그 신호를 디지털 값으로 바꿔주는 A/D 변환기에 대한 실험입니다.
실험 2의 회로에 비교기를 연결해서 회로를 구성하였습니다.
3-1) 가변저항 변화에 따른 출력 파형 변화
처음에 가변저항 500Ω으로 했는데 결과값이 나오지 않아 50kΩ 가변저항을 사용하였습니다.
실험2 회로의 출력을 비교기의 입력으로 하여 실험을 진행하였습니다.
저항을 가변시킬 때 마다 오실로스코프의 출력 파형이 변화하는 것을 확인 할 수 있었습니다.
이 실험에서 사용된 비교기는 입력된 전압이 비교하는 전압보다 큰지 어떤지 구분하는, 출력 데이터가 0 이나 1 이 되는 회로입니다. 비교기에는 여러 가지 종류가 있는데, 속도가 수 ms이하의 저속에서는 계수방식이 수 ns ~ 수μs의 중속에서는 축차 비교형이 많이 쓰이고 100ns 이상의 고속에서는 병렬 변환법이 많이 쓰입니다. 병렬 변환법은 여러 개의 비교기를 사용합니다.
따라서 비교기에 있는 가변저항을 조절하면 그에 따라 입력전압이 달라지게 되므로 출력파형도 변하게 된다는 사실을 확인하였습니다.
<토론과제> 일반적으로 설계자들은 왜 12-bit나 더 높은 분해능을 갖는 변환기를 선택하지 않고 10-bit 변환기를 더 많이 선택하는가? 그 이유는 무엇인가?
- 일단 가격이 가장 큰 문제겠지만 그 다음은 변환기의 요구되는 정밀도의 한계를 이유로 들 수 있습니다.
예를 들어, 16bit라고 하면 1bit의 오차는 1/65536 입니다. 이정도면 0.0015% 에 해당하는데, 이렇게 되면 D/A컨버터나 A/D컨버터뿐 아니라 주변 부품도 오차를 0.001% 이내로 맞추어 사용해야 합니다. 또한 공급전압의 품질도 매우 중요하고, gnd point나 noise 문제도 매우 신경을 써야 합니다. 요즘 24bit 까지도 나오지만 주변부품이나, 기준전압, 안정도 등을 따져 볼 때 16~24bit를 사용하는 것은 매우 힘들다는 것을 위의 이유로 알 수 있습니다.
따라서, 10비트만 되어도 1024 단계로 D/A, A/D 변환이 가능하고 저 정도로 섬세한 정밀도를 필요로 하는 경우가 별로 없기 때문에 대부분 10비트로 사용을 하는 것입니다.

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