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음향:audio_equipment:converter:start [2025/05/07] – 정승환음향:audio_equipment:converter:start [2025/06/26] (현재) – 정승환
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 +=====컨버터의 방식=====
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 +==== R2R Ladder ====
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 +R2R Ladder 방식은 디지털-아날로그 변환기(DAC)의 한 종류로, 회로가 사다리(ladder) 모양으로 구성되어 있어 붙여진 이름입니다. 이 방식은 두 종류의 저항값(R과 2R)만을 사용하여 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환합니다.
 +
 +=== 원리 및 구조 ===
 +
 +R2R 래더 회로는 R(저항)과 2R(2배 저항)만을 반복적으로 사용하여 사다리 형태로 배치합니다. 각 디지털 입력 비트는 스위치를 통해 래더의 특정 지점에 연결되며, 이 스위치가 ON/OFF됨에 따라 해당 비트가 회로에 참여합니다. 입력 신호가 회로 상단에 적용되고, 출력 신호는 하단에서 추출됩니다. 각 비트는 2의 거듭제곱에 따라 가중치가 부여되며, 저항망을 통해 각 비트의 기여도가 정확하게 반영됩니다.
 +
 +=== 동작 방식 ===
 +
 +디지털 입력값에 따라 각 스위치가 Vref(참조전압) 또는 GND(접지)에 연결됩니다. 저항망을 통해 전류가 분배되고, 모든 비트의 가중 전류가 합쳐져 최종적으로 아날로그 출력 전압을 생성합니다. 
 +
 +예를 들어, 4비트 R2R DAC의 출력 전압은 다음과 같이 계산됩니다:
 +
 +<m> V_out = V_ref * ( b_1/2^1 + b_2/2^2 + b_3/2^3 + b_4/2^4 ) </m>
 +
 +여기서 b₁, b₂, b₃, b₄는 각 비트의 값(0 또는 1)입니다.
 +
 +=== 장점 ===
 +  * 저항값이 R과 2R 두 종류만 필요해 회로 설계와 제작이 단순합니다.
 +  * 높은 분해능(10비트 이상)까지도 비교적 적은 부품으로 구현할 수 있습니다.
 +  * 저항의 직렬/병렬 조합만으로 동작하므로, 이론적으로는 정확도가 높습니다.
 +=== 단점 및 고려사항 === 
 +  * 고정밀 저항이 필요합니다. 저항값 오차가 누적되면 출력 정확도가 크게 떨어집니다.
 +  * 고분해능(예: 14~16비트 이상)에서는 저항 매칭이 매우 까다로워집니다.
 +  * 스위치(예: MOSFET)와 레이아웃의 정밀도도 중요합니다.
 +
 +==== 델타 시그마(Delta-Sigma) ====
 +
 +델타 시그마(Delta-Sigma) 방식은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환(ADC)하거나, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환(DAC)할 때 사용되는 변환 방식입니다. 이 방식은 높은 해상도와 정확도를 제공하여 계측, 오디오 등 정밀한 신호 처리가 필요한 분야에서 널리 쓰입니다.
 +
 +=== 원리 및 구조 ===
 +
 +델타 시그마 구조의 핵심은 입력 신호를 예측하고, 그 예측값과 실제 입력값의 오차를 누적하여 보정하는 것입니다. 오차를 누적하는 적분기(Integrator)와, 1비트 ADC(비교기), 1비트 DAC(스위치), 감산기 등으로 구성됩니다. 오버샘플링(Over-sampling, 한 신호에 대해 여러 번 샘플링)과 노이즈 셰이핑(Noise shaping) 기법을 활용하여, 신호의 평균값이 실제 입력 신호와 일치하도록 만듭니다. 오버샘플링된 데이터는 디지털 필터(LPF)와 디시메이터(Decimator)를 거쳐 원하는 주파수 대역의 정밀한 디지털 데이터로 변환됩니다.
 +
 +=== 동작 방식 ===
 +
 +입력 신호와 이전 변환 결과의 차이(오차)를 적분기를 통해 누적합니다. 누적된 값은 1비트 ADC를 통과하여 High(1) 또는 Low(0)로 변환됩니다. 이 디지털 신호는 1비트 DAC를 거쳐 다시 아날로그 신호로 변환되고, 입력 신호와 비교되어 반복적으로 오차를 줄여 나갑니다. 이렇게 생성된 1비트 디지털 신호 스트림은 LPF와 Decimator를 통해 최종적으로 다비트의 디지털 데이터로 변환됩니다.
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 +=== 특징 및 장점 ===
 +  * 고해상도(예: 24비트)와 높은 정확도를 구현할 수 있습니다.
 +  * 저가의 CMOS 공정으로 제작이 용이합니다.
 +  * 노이즈 셰이핑 효과로 인해 저주파 대역의 신호 품질이 우수합니다.
 +  * 오버샘플링을 통해 아날로그 필터의 요구사항이 완화됩니다.
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 +=== 단점 및 고려사항 ===
 +
 +  * 변환 속도가 상대적으로 느릴 수 있습니다(고속 ADC에는 부적합).
 +  * 내부 구조가 복잡해 설계 및 이해가 어려울 수 있습니다.
  
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음향/audio_equipment/converter/start.1746617284.txt.gz · 마지막으로 수정됨: 저자 정승환