D/A 컨버터

D/A 컨버터란?

D/A 컨버터 (Digital-Analog Converter)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 회로입니다. 마이컴에서 스피커 등의 아날로그 입력이 필요한 부품을 제어하는 경우나 다른 부품의 기준 전압으로 사용됩니다.

디지털 신호는 0과 1밖에 없지만, 아날로그 신호의 경우 무한한 값이 존재합니다. 따라서, 디지털 신호에서 아날로그 신호로 변환할 때에는 중요한 요소가 두가지 있습니다. 첫번째는 디지털 신호를 어디에서 어디까지 아날로그 신호로 변환할 것인지를 정하는 기준과 몇 분할로 변환할 것인지를 정하는 분해능입니다.
기준에는 플러스의 레퍼런스 전압 (+VREF 전압)과 마이너스의 레퍼런스 전압 (-VREF 전압)이 있으며, D/A 컨버터는 그 범위 내에서 출력합니다. 일반적인 마이컴에 탑재된 D/A 컨버터는 -VREF 전압=0V가 많기 때문에 0~VREF 전압 범위로 표기합니다.
분해능이란 D/A 변환 시에 어디까지 아날로그 신호를 정밀하게 재현할 수 있는지를 나타내는 능력입니다. 분해능이 10bit인 경우 2^10=1024, 즉 VREF 전압을 1024개로 분할한 정밀도로 아날로그 신호를 출력할 수 있다는 것을 의미합니다. 여기에서 최소 분해능 폭 VREF 전압/1024를 1LSB라고 합니다.

이러한 분해능은 8bit나 10bit, 12bit, 16bit 등이 있으며, 숫자가 클수록 아날로그 신호를 정밀하고 매끄럽게 재현할 수 있습니다. 반대로 분해능이 낮을수록 매끄럽지 못한 아날로그 신호가 됩니다. 분해능은 입력되는 디지털 신호의 수에 따라 결정됩니다. 예를 들어 8bit D/A 컨버터의 경우, 입력되는 디지털 신호는 8개입니다. 그리고, VREF 전압이 2의 8승으로 256분할됩니다.