ADC와 DAC 회로: 아날로그를 숫자로, 숫자를 아날로그로

분해능과 기준 전압

12비트 ADC는 기준 전압을 4096단계로 나눕니다. 기준 3.3V라면 한 단계(1 LSB)는 약 0.8mV입니다.

전압 = ADC값 / 4095 × Vref

기준 전압이 3.30V가 아니라 3.25V로 흔들리면 모든 측정이 1.5% 틀립니다. 정밀 측정에는 별도의 기준 전압 IC를 씁니다.

샘플링 시간과 소스 임피던스

ADC 안에는 작은 샘플링 커패시터가 있어서 정해진 샘플링 시간 동안 입력 전압으로 충전됩니다. 입력 쪽 저항이 크면 다 충전되지 못해 값이 낮게 나옵니다.

• 샘플링 시간을 늘리거나
• 입력에 커패시터(수 nF~100nF)를 달아 전하 저수지를 만들거나
• OP 앰프 버퍼로 구동합니다.

입력 RC 필터

저항과 커패시터로 고주파 노이즈를 거르고, 커패시터가 샘플링 순간 전하를 공급하는 역할도 합니다. 차단 주파수는 측정하려는 신호보다 높고 샘플링 주파수의 절반보다 낮게 잡습니다.

DAC

숫자를 전압으로 바꿉니다. MCU 내장 DAC가 없으면 PWM에 RC 저역통과 필터를 달아 간이 DAC로 쓰기도 합니다. 출력 리플과 응답 속도를 함께 따져 RC 값을 정합니다.