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A/D 컨버터란?

What is A/D Converter?

A/D 컨버터의 기본형 4 (ΔΣ 타입)

동작

아날로그 신호를 오버 샘플링하고, ΔΣ 변조를 통해 아날로그 신호의 진폭에 대응하는 펄스 예로 변환한 후, 디지털 필터로 대역외의 노이즈 제거와 데이터 생략을 실행함으로써 본래의 샘플링 주파수에서의 디지털 신호로의 변환이 완료됩니다.

오버 샘플링

본래의 샘플링 주파수보다 높은 주파수로 표본화함으로써, 양자화 오차를 작게합니다.

샘플링 주파수가 낮다.→양자화 오차가 크다.샘플링 주파수가 높다.→양자화 오차가 작다.
ΔΣ 변조

오버 샘플링을 통해 표본화한 전압과 D/A 컨버터 (DAC) 출력전압과의 차 (Δ)를 적분기로 적분 (Σ)합니다. 적분된 값을 비교기 (콤퍼레이터)를 통해 기준전압과의 대소를 비교함으로써 펄스 예로 변환합니다.
출력 펄스를 1샘플링 지연시켜 입력에 피드백시킴으로써, 비교기 (콤퍼레이터)에서 발생하는 양자화 오차가 저주파수 영역에서 작으며, 고주파수 영역에서 커지도록 변조가 실행됩니다.

ΔΣ 변조 이미지

ΔΣ 변조기에서 출력되는 펄스 예는 본래의 신호 성분과 더불어 고주파 영역에서 큰 양자화 오차 성분을 지니고 있습니다. 그러나, 이러한 성분은 주파수적으로 떨어져 있어, 간단한 디지털 필터로 양자화 오차 성분만 제거할 수 있으므로, 다른 방식에서는 불가능한 높은 분해능을 실현할 수 있습니다.

특징
  • A/D 컨버터 기본형 중에서 가장 분해능이 높습니다. (24bit 정도까지)
  • 변환 속도가 느립니다. (샘플링 주파수로 200kHz 정도까지)
  • 응답성이 좋지 않으므로, 입력에 멀티플렉서를 연결하여 아날로그 신호를 전환하는 용도에는 적합하지 않습니다.
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전자 기초 지식