DAC보고서

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목차

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 본론
1. DAC의 종류 및 특성
2. DAC의 parameter
3. R-2R Ladder Type DAC
4. 필요한 기초지식
5. 제작한 R-2R LADDER TYPE DAC
6. 제작한 4bit DAC
7. 실험 순서
8. 측정결과 및 분석

Ⅲ. 결론

본문내용

4
14.1V
900mV
100mv
F
15
15.1V
1V
100mv
Volt/Div = 2V , Sec/Div=2.50ms에서 관찰결과
나. 측정결과(카운터단)
신호
이상값(V)
측정값
가중치(VN-VN-1)
오차(측정값-이상값)
비고
0
0
480mV
-
480mV
offset
1
1
1.4V
920mV
400mV
2
2
2.28V
880mV
280mV
3
3
3.28V
1V
280mV
4
4
4.16V
880mV
160mV
5
5
5.16V
1V
160mV
6
6
6.04V
880mV
40mV
7
7
7.04V
1V
40mV
8
8
7.92V
880mV
80mV
9
9
8.92V
1V
80mV
A
10
9.8V
880mV
20mV
B
11
10.8V
1V
20mV
C
12
11.68V
880mV
32mv
D
13
12.64V
960mV
36mv
E
14
13.56V
920mV
44mv
F
15
14.2V
640mV
800mv
주파수 = 1KHz , Volts/Div = 1.00V에서 관찰결과
다. 출력 파형(사진)
[사진1: 완성된 출력 파형]
라. 문제점
1) 주파수를 높이면서 측정한 결과 10KHz부터 각 스텝 에서 Noise가 발생되기 시작되고, 25KHz일 때 LSB
의 step 0V부터 파형이 찌그러지게 된다. 결국 이
시점부터는 클럭 주파수가 높아질수록 전체 파형은
마치 삼각 파형처럼 나타나게된다.
2) 각 단의 노이즈는 1KHz에서 깨끗한 것으로 보였으
나,( Sec/Div : 2.50ms ) 다시 측정할 때 노이즈가
발생함을 알 수 있었다.
3) offset 전압이 평균 520mv가 나타났다. 설계 시 옵셋 전압을 염두 해두고 op-amp에 가변저항을 연결 해 제거하려 했으나. 생각보다 적게 제거됨에 따라 (30K 저항에서 약200mV 제거) 나머진 옵셋 전압에 당황하게 되었다.
4) buffer를 사용하지 못함에 따라 기판을 비효율 적으로 사용하게 되어 소자간의 연결이 복잡하게 되었다.
5) 소자를 사용하기전 소자의 오차율을 파악하지
못했다.
6) 처음 op-amp의 전압을 15V 인가하였을 때 궤환
저항 값을 올려도 더 이상 증폭이 되지 않고 파형
이 MSB쪽파형이 일그러져서 나왔다.
[사진2:고주파에서 왜곡된 파형]
[사진3: 잡음이 섞인 출력 파형]
마. 분석 및 수리
1) 옵셋을 더욱 줄이지 못한 것은 버퍼의 영향이 큰
것으로 예상이 된다. 각단의 영향을 서로 줄이고,
인가된 전압을 안정적으로 소자간에 공급함으로서,
전압 강하에 의한 신호왜곡을 크게 보정 할 수
있었을 것이다.
2) 처음 목표가 고속회로 구현이었음에도 불구하고,
사실상 이를 뒷받침 할 회로설계 이론을 응용하지
못했다. 만일 현재 사용된 소자의 특성 중 응답
속도가 빠르고, 회로 설계를 가급적 간단히 하며
매우 균일한 공급전압과 주파수, 그리고 실험 측정 시 사용한 케이블을 고주파에도 신호를 잘 전달할 수 있는 동축케이블과 같은 실험장비를 사용 할 수
있었다면, 20kHZ보다 더 높은 주파수에서 한계주파
수를 찾을 수 있었을 것이다.
3) 케이블저항
케이블의 등가회로를 살펴보면 임피던스(저항, 캐패
시터, 인덕턴스, 서셉턴스)성분이 있는데 낮은 주파
수에서는 거의 무시를 할 수 있으나, 주파수를 높
일수록 그리고 RF가 되면 더 이상 신호를 송수신하
지 못하게 되어있다. 따라서 케이블 저항도 고속
회로를 구현하지 못하는데 큰 오점이 될 것이다.
4) 저항의 오차율
보통 일반저항의 오차율이 약 5%내외인 것을 감안
하면, 이번 측정에서 무시할 수 없는 큰 에러 원인
이 될 수 있었을 것이다. 적어도 정확한 저항을
사용하지 못했더라도 같은 저항 값을 가지 저항들을
사용한다면, 이 또한 이 회로의 문제점을 해결하는
데 큰 도움이 되었을 것이다.
III. 결 론
우선 DAC는 대개 2개 정도의 적은 가짓수의 정의된 수준이나 상태를 가지는 신호, 즉 디지털 신호를, 이론적으로는 무한한 가짓수의 상태를 가지는 아날로그 신호로 변경해주는 과정, 또는 장치를 말하는 것으로 모뎀에 의해 이루어지는 처리를 예로 들 수 있는데, 컴퓨터 데이터를 전화회선을 통해 전송될 수 있는 오디오 주파수 톤으로 바꾸는 기능을 수행하는 회로가 바로 DAC회로이다. 이는 통신시스템 시간에 배웠던 내용들과 어느정도 일맥상통하는 부분으로 DAC회로가 일상생활에 많은 곳에서 다양한 변형으로 쓰인다는 사실을 알 수 있었다. VGA 카드에서 컬러를 구현하기 위한 중요한 요소이며 DAC에서 변환된 전압(아날로그)은 컬러 모니터의 전자총에 보내져 실제 화면상에 색상이 표시되도록 한다는 사실도 새롭게 알게되었다. 또한 DSP응용분야에서도 아날로그신호의 명료도나 충실도를 개선시키기 위해 DAC를 이용, 디지털신호로 변환하고 다시 ADC를 이용, 아날로그신호로 변환하면 그 명료도나 충실도가 많이 개선된다. 이는 디지털신호가 아날로그신호에 비해 잡음면역성이 뛰어나고 변환이 쉽기 때문이다. 한마디로 디지털신호는 아날로그신호에 비하면 "신호가 있다, 없다"로 표현할 수 있을 것이다.
회로에서 중간 케이블의 영향으로 노이즈가 발생된 경우, 케이블이 기판에 접속되는 지점이나, 출력 단 직전에 전해 캐패시터를 연결하면, 많은 노이즈를 감쇠시킬 수 있다는 실험결과를 얻게 되었다.
이번 실험으로 DAC회로에 대해 많은 공부를 하였으나아직 많이 미흡하고 착오도 많았기에 아쉬웠다. 그러나 이번 실험으로 인해 여러번의 수행착오를 거쳐 좀 더 나은 결과를 도출해 낼 수 있다는 것과 무엇보다 중요한 것이 자료수집과 실험자의 의지임을 다시 한번 알게 되었다.
참고문헌
- CMOS 아날로그 / 혼성모드 집적시스템 설계 (상, 하)
,이승훈 외 3명
- A/D 컨버터, 김재현, 1991년
- 전자회로실험, 이행세 외 1명, 2003년
- 디지털 전자회로, 유관식, 2001년
- OP-Amp 회로 실험, 강경일
- 회로이론, 정타관, 1993년
- ynucc.yeungnam.ac.kr/~yssuh/Analog
- home.cmh.hs.kr/~choys/elec
- my.netian.com/~twssd/8051a/dac.htm

키워드

DAC,   전자공학,   반도체설계,   R-2R Ladder Type DAC,   4-bit DAC,   D/A Converter 시스템의 원리