DAC란?

안녕하세요. 취업한 공대누나입니다.

오늘은 DAC의 개념에 대해 한 번 살펴보도록 하겠습니다.

그리고 다음 포스팅에서는 DAC소자의 데이터시트도 같이 보도록 하겠습니다.

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1. DAC란?

Digital Analog Converter의 약자로 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환시켜주는 소자 또는 기능을 말합니다. 그리고 역방향 처리인 아날로그 신호를 디지털로 변환시키는 소자 또는 기능은 우리가 ADC라고 합니다.

 

DAC 관련 다른 포스팅들을 살펴 보면 예시로 오디오 이야기가 많이 있습니다.

소리는 디지털화된 음원과 시스템을 활용해도 최종적으로는 아날로그 신호를 통해 귀에 전달되는 것이기 때문인데요. 사람이 귀로 소리를 듣는 방식을 바꾸지 않는 한 스피커는 아날로그 방식의 소리를 낼 수 밖에 없다고 합니다.

즉, 이렇게 아날로그 값이 필요한 부분이 아직 세상에는 꽤나 많습니다. (오디오 뿐만이 아니더라도)

저도 오디오 계통은 아니지만 아날로그 값을 전달해야 하는 경우가 있어서 DAC 소자를 사용하고 있습니다.

MCU를 통해서는 LOW(0)와 HIGH(1)값 출력할 수 밖에 없어서 아날로그 값을 전달할 수가 없습니다. 그래서 우리는 이러한 DAC 소자를 사용해야 합니다.

 

2. DAC의 동작 알아보기

DAC Input이 Analog Output으로 변환되는 과정에서 가장 중요한 것 두 가지를 말하라고 한다면 저는 기준 전압(Reference Votlage)과 분해능이라고 생각합니다.

 

예를 들어서 기준 전압이 5V라고 가정해보도록 하겠습니다.

이 때 분해능이 4비트이면 어떻게 동작을 하게 되는걸까요?

 

분해능이 4비트라고 한다면 0000(0)부터 1111(15)까지 16단계로 5V를 쪼갤 수 있는 것입니다.

즉 5/16 = 0.3125V만큼의 스텝 크기로 Analog Output을 조절할 수 있게 되는 것입니다.

0000을 입력하게 되면 0V가 출력이 되고 0001을 입력하면 0.3125V, 0010을 입력하면 0.625V가 출력이 됩니다.

이렇게 되면 최대 출력은 1111을 입력했을 때가 되는데요. 이 때의 전압은 4.6875V가 됩니다.

 

이번에는 분해능이 6비트라고 가정해보도록 하겠습니다.

000000(0)부터 111111(63)까지 64단계로 5V를 쪼갤 수 있습니다.

그렇다면 5/64= 0.078125V만큼의 간격 만큼 Analog Output을 조절할 수 있는 것입니다.

이때 마찬가지로 000000을 입력하게 되면 0V가 출력이 될 것이고 000001을 입력하면 0.078125V가 출력이 됩니다.

만약 100000을 입력하면 절반인 2.5V가 출력이 됩니다.

 

 

 

즉 분해능이 높을수록 더 정밀하게 아날로그 Output 값을 조절할 수 있습니다.

 

또한 기준 전압을 변경할 수도 있는데요.

만약에 기준 전압을 10V에 4비트 분해능을 가지는 DAC라면 0.625V 간격으로 Output을 조절할 수 있게 됩니다.

 

개념 자체는 알고 나면 생각보다 너무 간단한 것이 바로 DAC입니다.

얼마나 정밀한 시스템을 만들 것이냐, 우리의 시스템이 얼마나 정밀하게 동작해야 하냐 이런것들에 따라서 분해능을 결정하면 되는 것입니다.

 

다음 시간에는 DAC 소자의 데이터시트를 한 번 봐보도록 하겠습니다.

모두들 성공적인 회로 설계를 하시길 바랍니다!