동그리의일상

[ 전자 ] ADC (analog to digital converter/아날로그-디지털 컨버터)의 기본 원리

쉽고 빠르게 ADC에 대해서 알아보자!ADC( analog to digital converter)의 원리와 동작 ADC?  왜 필요해? 컴퓨터는 "빛의 밝기"를 알 수 있을까?손전등을 켜고 밝기를 살짝살짝 바꿔본 적 있나? 밝기가 아주 부드럽게 바뀐 경험이 있을 것이다! 그런데 컴퓨터나 로봇은 이런 부드러운 변화를 그냥은 잘 모른다. 왜냐하면 컴퓨터는 "0 아니면 1", 또는 "숫자"로만 생각할 수 있기 때문이다. "밝기" 같은 부드러운 값을 숫자로 바꾸는 것! = ADC! (아날로그-디지털 컨버터) ( Ex: 스마트폰 화면 조절, 조이스틱, 온도센서, 자동차 속도 등등)  ADC 역할- 전압(아날로그 값) 읽음- 그 값을 여러 구간으로 나눔- 해당하는 구간 번호를 숫자로 출력단계설명샘플링 (Sampli..

Single point Ground 와 Multi Point Ground 란 무엇일까?Ground 란 무엇인지 먼저 알아보자기준점(Reference Point)- 회로에서 "5V "를 말할 때, 사실은 Ground를 기준으로 위로 5V 라는 뜻 =  GND는 전압의 0V 기준이 되는 점 전류의 리턴 경로(Return Path)- 회로에 흐르는 전류는 항상 원을 그리며 흐름. (출발 → 부하 → 다시 돌아옴)= 즉! 전류가 다시 돌아오는 경로가 바로 GND.= GND가 없으면 전류는 흐를 수 없음. (회로가 닫혀야 동작함)GND 종류종류설명예시Signal GND일반 회로의 기준 GND ( AGND: Analog, DGND:Digital )마이컴, 센서 회로, 일반적인 신호,RF, AnalogPower GN..

Discrete I/O 와  DIO, GPIO 란 무엇일까?Discrete I/O 와  DIO, GPIO  차이는?- 둘 다 디지털 입출력이지만, 사용 맥락과 하드웨어 설계 수준에서 살짝 차이!! = 쉽게 말해서 모두 1과 0을 표현하기 위해서 사용!= 아날로그 신호가 아닌 ,on / off , High/Low 상태를 처리- Discrete I/O는 산업 자동화 용어, 항공 등- DIO,GPIO 는 임베디드/전자공학 쪽에서 더 자주 쓰이는 용어. 사진 및 자료 출처: https://www.ti.com/  항목GPIODIO (Digital I/O)Discrete I/O약자General Purpose Input/OutputDigital Input/OutputDiscrete Input/Output사용하는 부분..

Hook-up Wire에 대해서 알아보자케이블 제작시 와이어 선정하는 방법을 알아보자훅업 와이어(hook-up wire)란 - 전자 장치의 내부 배선에 사용되는 단심 절연 전선- 와이어는 저전압 및 저전류 응용 분야에서 부품 간의 전기적 연결을 위해 설계됨.- 도체: 주로 단일 심선 또는 연선 형태의 구리로 제작되어 우수한 전기 전도성과 유연성을 제공.​ - 절연체: 도체를 보호하고 전기적 절연을 제공하며, 일반적으로 PVC(폴리염화비닐), PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), 실리콘 등의 재료로 만들어짐 ( 절연체의 재질에 따라 와이어의 내열성, 내화학성 등이 결정)- 사용처: 가전제품, 자동차, 자동화 장비, 의료 기기 등 다양한 산업 분야에서 사용되며, 설치가 용이하고 유지보수가 간편하다는 장점( 항..

처음 Artwork을 시작할 때 중점 사항을 살펴보자.Artwork 은 Altium, PADS, KiCad, Allegro 등의 프로그램을 사용하여 진행한다.배선 설계(Routing)를 위해 필요한 준비 사항과 시작 방법을 알아보자. 사진 및 자료 출처 :  https://www.ti.com/ 부품 배치- 가장 핀 수 수가 많은 커넥터 및 부품을 중점으로 배치- 고속신호 ( CLK , DDR ) / 아날로그 신호와 관련된 IC 및 커넥터는 주변에 신호가 지나가지 않도록 부품 배치.전원(POWER) 및 그라운드(GND) 배선 (Stack up  - 대부분 가운데층을 사용)-  전원(VCC)과 그라운드(GND) 라인은 PCB의 신호 무결성(Signal Integrity)에 중요한 역할-  그라운드 플레인(G..

전압 분배와 DC/DC의 차이에 대해서 살펴보자 전압분배전압분배 (저항 값을 이용해서 전압의 레벨을 줄임)-  저항 2개 이상을 이용하여 입력되는 전압을 낮춰서 출력한다.  전압분배  - 장점- 간단한 회로:  저항 두 개만 있으면 되므로 매우 간단하고 비용이 저렴 - 소형화 가능 : 전력 소모가 극히 적은 신호 변환 용도에서는 매우 효과적  전압분배  - 단점 - 출력 전압이 부하에 따라 변함 :  무부하(open-circuit) 상태에서만 원하는 전압을 제공하며, 부하가 연결되면 실제 출력 전압이 달라짐 ( 부하 저항 이 추가될 경우, 병렬 저항 효과가 발생하여 출력 전압이 예상보다 낮아질 수 있음)  - 전력 낭비 : 저항에서 에너지가 열로 소모되므로 효율 낮음 ( 낮추는데 상당한 전력이 저항에서 ..

LED 회로 설계는 어떻게 해야 될까? LED의 저항 값은 어떻게 구할까?무엇을 보고 저항과 LED를 선정해야되는 건가?LED란?(기본원리) - LED (발광 다이오드, Light Emitting Diode)는 전류가 흐를 때, 특정한 전압 이상에서 빛을 내는 특성  - 일반적인 다이오드처럼 한 방향( 순방향 Forward Bias )으로만 양극( Anode ) -> 음극( Cathode) 전류가 흐르며, 순방향 전압 (VF) 이상이 되면 빛을 발산함.     LED 선정 방법- ABSOLUTE MAXIMUM RATING  기본으로 확인 필수 특히 IF 를 확인을 해야 됨특성설명순방향 전압 (VF:​Forward Voltage)빛을 내기 위해 필요한 최소 전압 양극 + ( Anode ) -> 음극- ( ..

캐패시터 회로 특성 대해서 알아보자.캐패시터의 연결구도에 따라서 성능이 달라진다.기본 원리 - 전하를 저장하는 소자 ( 교류 신호(AC)와 직류 신호(DC) 다름)직류(DC): 캐패시터는 충전 후 더 이상 전류를 흘리지 않으며, 회로를 open 상태 (무한대 임피던스). 교류(AC): 신호의 주파수에 따라 캐패시터의 리액턴스가 변하면서 전류가 흐름.병렬- LPF( Low-pass filter / 저 대역 필터): 저주파 신호를 통과 ( 컷오프주파수 공식은 동일함)고주파 신호를  GND로 흘러 보냄 ( 고주파에서 캐패시터 임피던스를 낮음)필터링, 리플 제거, 전원 안정화- 전압은 분배되지 않음.- 병렬 연결시 전류의 용량은 증가 ( 전체 전압은 동일하게 분배 / power ripple nosie를 잡을 때..

오실로스코프로 아날로그신호를 측정하는 방법을 알아보자 왜 아날로그 신호를 측정할 때 출력값과 다르게 측정되는가? 약 2배?왜  오실로스코프 와 프로브는 1MΩ 로 설정하고 사용하는가? 임피던스 매칭이 중요성임피던스 매칭의 중요성- 신호 전송 라인의 특성 임피던스와 오실로스코프의 입력 임피던스를 매칭은 측정하는 데 있어 중요함- 임피던스 불일치신호를 전송하는 케이블의 특성 임피던스(예: 50Ω)  or 출력되는 신호의 임피던스 (예: 50Ω)가 오실로스코프 입력 임피던스(예: 1MΩ)와 맞지 않으면, 신호가 반사되어 왜곡이 발생.특히 고주파 신호나 빠르게 변하는 신호에서 더 많이 발생됨. - 임피던스 일치 (매칭) 적절한 터미네이션 저항 (일반적으로 아날로그신호 50Ω )을 사용하면 신호 반사가 최소화되어..

BIN (Binary) / MCS (Memory Configuration Storage)  대해서 알아보자 BIN (Binary)  형식/ 내용 - 데이터가 순수하게 0과 1로 저장된 형식 (기계어)- 데이터가 압축되지 않고 저장됨. 용량이 작음 (추가적인 주소나 패리티, 체크썸 정보 없음 / 무성을 확인하기 어려움)- 데이터의 크기와 구조가 효율적이면, 이진 데이터는 변환 없이 직접 처리할수 있기에 전송 및 실행 빠름용도- JTAG 또는 병렬 프로그래밍 케이블을 통해 FPGA를 직접 프로그래밍할 때 사용.- 호스트 OS에서 FPGA로 SPI를 통해 데이터를 전송하여 로드하는 경우에도 사용.- 휘발성 메모리 또는 RAM 기반 프로그래밍에서 사용.  MCS (Memory Configuration Stora..