Lecture materials

1. 왜 DAC가 필요한가?

• 우리가 제어하려는 현실 세계의 물리량

  • 전압, 전류, 속도, 위치, 온도… → 연속(Continuous) 값

• 마이크로컨트롤러·컴퓨터에서 사용하는 데이터

  • 0, 1로 표현되는 디지털 값

• DAC (Digital to Analog Converter) 의 역할

  → “디지털 숫자”를 “아날로그 전압/전류”로 바꾸어 주는 장치

예)

• 0 → 0 V

• 32768 → 1.65 V

• 65535 → 3.3 V

  (16bit DAC를 쓴다고 가정했을 때 예시)

이번 실습에서는 “진짜 DAC 칩” 대신, PWM + RC 필터 조합으로 값싼 간이 DAC(디지털-아날로그 변환기) 를 만들기

2. 디지털 값과 분해능(Resolution) 개념

2-1. 비트 수와 단계 수

• N bit 디지털 값 → 표현 가능한 숫자의 갯수 = $2^N$
• 8bit → 256 단계 (0 ~ 255)
• 12bit → 4096 단계 (0 ~ 4095)
• 16bit → 65536 단계 (0 ~ 65535)

2-2. 한 단계가 의미하는 전압(LSB)

• 전체 출력 범위가 0 ~ Vref 라면,LSB=2N−1Vref

  한 단계(LSB, Least Significant Bit)의 전압

  $$ LSB=\frac{V_{ref}}{2^N} $$

예)