1. 데이터 변환기 (Data Converter)
ㅇ A/D 변환 (Analog-to-Digital Conversion)
- 연속성 아날로그 신호를 표본화(Sampling), 양자화(Quantizing), 부호화(Encoding)을 거쳐,
- 이진 디지털 신호(Binary Digital Signal)로 변환시키는 과정
ㅇ D/A 변환 (Digital-to-Analog Conversion)
- A/D 변환의 역변환 과정
2. A/D 변환 및 D/A 변환 과정
ㅇ 핵심 이론 : H. Nyquist의 표본화정리(Sampling Theorem)
ㅇ 전체 A/D 및 D/A 변환 구성 例
3. A/D 변환기(AD 컨버터)의 내부 구성
ㅇ 샘플링 (Sampling : Digitizer, Sampler) : (시간 영역 상에서 수행됨)
- 시간축 상에 일정 간격으로 샘플 추출하여,
- 이산시간 마다 순간 값으로 변환시키는 과정 ☞ 이산신호, 순시 표본화 참조
ㅇ 양자화 (Quantization) : (진폭 영역 상에서 수행됨)
- 샘플된 진폭치를 특정 대표값으로 바꾸는 과정 ☞ 양자화 레벨, 양자화 잡음 참조
※ 사실상, 샘플링,양자화 과정은,
- 아날로그 신호를 과다하게 디지털화하여 정보량을 무한정 늘리지 않도록, 이를 줄이는 과정임
ㅇ 부호화 (Coding)
- 신호처리가 용이하도록, 디지털 코드(Binary Code) 형태로 변환하는 과정 (비트 할당)
4. A/D 변환기의 구분
ㅇ 클럭 동작 속도에 따른 구분
- 저속, 중속, 고속 ADC
ㅇ 샘플링율에 따른 구분
- Nyquist-rate ADC
. 입력 신호의 최대주파수의 2배로 데이터 샘플링 수행
- Oversampling ADC 또는 시그마 델타(ΔΣ) ADC
. 오버샘플링 기법, 디지털 필터, 부궤환 등을 이용
. 특징
.. 나이퀴스트율 보다 훨씬 높은 샘플링율로 SNR을 증가시킴
.. 양자화잡음을 신호 대역폭 밖으로 보내 이를 필터를 통해 제거해냄
.. 높은 해상도 구현이 가능
ㅇ 해상도 또는 분해능(Resolution)에 따른 구분
- 저 해상도 수준 ADC : 6 비트 이하의 양자화 비트 수를 갖는 ADC
- 중 해상도 수준 ADC : 7,8,9 비트 정도의 양자화 비트 수를 갖는 ADC
- 고 해상도 수준 ADC : 10 비트 이상의 양자화 비트 수를 갖는 ADC
ㅇ 구조에 따른 구분
- 플래시 구조, 파이프라이닝 구조, SAR 구조, 폴딩 구조 등
ㅇ 동작원리에 따른 구분
- 병렬형, 적분형, 카운터형, 축차 비교형(successive approximation) 등
5. A/D 변환기의 성능 (사양,스펙)
※ [참고] ☞ A/D 변환기 성능 표현 참조
- 성능을 결정하는 주요 항목 : 양자화분해능, 비트수, 최대입력값(입력전압범위) 등
- 정적 사양 : INL, DNL, 옵셋 오차, 이득 오차 등
- 동적 사양 : 변환 속도, Full Power 대역폭, Aperture Time, Aperture Jitter, SNR 등