§1
실험 개요
ADC와 DAC는 디지털 시스템과 실세계를 연결하는 핵심 인터페이스다. 학부에서는 8-bit ADC0804와 DAC0808로 정현파를 디지털로 변환·재변환해 양자화 오차와 분해능을 직접 관찰한다.
§2
이론 배경
분해능과 LSB
n-bit ADC는 2n 단계로 양자화. LSB = VFS/2n. 8-bit, VFS = 5V → LSB = 19.5 mV.
양자화 오차
최대 ±LSB/2. 신호 대 잡음비 SNR = 6.02n + 1.76 dB (이상 sine 입력).
§3
실험 장치 및 시약
- — ADC0804 또는 ADC0808
- — DAC0808
- — 마이크로컨트롤러 또는 logic analyzer
- — 함수발생기
- — 오실로스코프
§4
실험 절차
- 1.ADC 입력에 0~5 V DC 가하고 디지털 출력 코드 측정.
- 2.DAC 입력 코드를 변경하며 아날로그 출력 측정.
- 3.정현파를 ADC→DAC 통과시켜 재변환된 파형 관찰.
§5
데이터 처리
DC 변환에서 측정 코드 vs 이론 코드 비교. AC 변환의 RMS 오차로 SNR 측정. 이론 SNR과 비교.
§6
예비보고서 항목별 작성 팁
이론
Nyquist 표본화 정리 명시 — fs > 2 fmax.
§7
자주 하는 실수
- — 기준 전압(Vref) 보정 누락
- — 표본 주파수 부족 (aliasing)
- — DAC 출력에 LPF 안 붙여서 계단 noise 큼
§8
자주 묻는 질문
Q. 왜 ADC 출력에 LPF를 붙이나요?
DAC 출력은 계단 모양이라 sample rate의 배수에 큰 고주파 성분(aliasing image)이 있습니다. 이를 제거하기 위해 reconstruction filter (cutoff = fs/2)를 붙여 부드러운 아날로그 신호 복원합니다.
Q. 8-bit과 16-bit 의 차이는?
분해능 256배(8 vs 65536), SNR이 약 48 dB 차이(6 dB/bit). 음성·계측에 16-bit, 단순 제어에 8-bit. 16-bit ADC는 더 비싸고 변환 시간도 길어서 응용에 맞춰 선택.
§9
참고 표준·문헌
본 가이드는 다음 표준·교과서·핸드북의 정의·식·표준 절차를 따라 작성되었습니다. 학교 양식과 표준 절차가 다를 경우 학교 양식을 우선합니다.
- [1]Sedra, A.S., Smith, K.C. — Microelectronic Circuits, 8th ed., Oxford University Press, 2019
- [2]Horowitz, P., Hill, W. — The Art of Electronics, 3rd ed., Cambridge University Press, 2015