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과학

디지털 아날로그 변환기

디지털 아날로그 변환기과학
영문명
Digital-to-analog converter
약칭
DAC
입력
디지털 코드
출력 예
전압 또는 전류
디지털 아날로그 변환기는 디지털 코드를 받아 그 값에 대응하는 아날로그 전압이나 전류를 출력하는 회로다. DAC 또는 D/A 변환기라고 줄여 부르며, 디지털 제어값을 전기적 출력으로 만드는 데 사용한다.

변환 방향을 구별한다

ADC가 아날로그 입력을 코드로 나타낸다면 DAC는 코드를 받아 아날로그 출력을 만든다. 두 이름이 비슷하지만 계통에서 맡는 방향은 반대다. 입력 코드의 의미와 출력 단위는 회로의 설정과 변환 관계로 정한다.

코드와 출력의 관계

이상적인 단극성 N비트 DAC의 한 구성에서는 출력이 기준 범위에 코드/2ᴺ을 곱한 값으로 정해진다. 이때 코드는 0부터 2ᴺ−1까지다. 최대 코드가 2ᴺ인 것처럼 계산하면 마지막 단계의 출력을 잘못 구하게 된다.

직접 계산한 예

기준 범위가 4.096 V인 이상적인 12비트 변환을 앞의 식으로 가정하면 한 단계는 1 mV다. 코드 2048은 2.048 V이고 코드 4095는 4.095 V다. 실제 장치에는 다른 이득이나 양극성 범위가 있을 수 있으므로 이 예의 식을 모든 DAC에 그대로 적용하지 않는다.

출력을 실제로 사용할 때

코드 수가 많다는 것과 출력의 실제 정확도가 높다는 것은 구별한다. 기준 전압과 출력 회로, 부하 조건도 결과에 영향을 준다. 디지털 코드가 일정하더라도 현실의 출력에는 잡음과 오차가 있을 수 있으므로 필요한 성능을 전체 계통에서 확인한다.

관련 문서

아날로그 디지털 변환기 / 양자화 (신호 처리) / 샘플링 주파수 / 비트 / 전압 / 전류 / 저역 통과 필터