A/D·D/A 변환
ADC의 분해능, 표본화 정리, 플래시형과 축차 비교형의 차이, 양자화 오차를 객관식 문제로 학습합니다.
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A/D·D/A 변환: 핵심 정리
아날로그-디지털 변환기(ADC)는 아날로그 신호를 디지털 값으로, 디지털-아날로그 변환기(DAC)는 그 반대로 변환합니다. 센서, 통신, 오디오 등 현실 세계의 신호가 디지털 처리와 만나는 곳이면 어디서나 사용됩니다.
기본 성능 지표는 분해능(비트 수)과 변환 속도입니다. 표본화 정리, 양자화 오차, 그리고 플래시형, 축차 비교형, 델타-시그마형 등 각 방식의 특징을 이해해 두세요.
A/D·D/A 변환 전체 문제 (50)
- 8비트 ADC가 표현할 수 있는 출력 단계 수는 몇 개인가?
- 최대 20 kHz 성분을 포함하는 아날로그 신호를 에일리어싱(앨리어싱) 없이 샘플링하려면 필요한 샘플링 주파수는 무엇인가?
- 플래시형 ADC의 특징으로 옳은 것은 무엇인가?
- 축차 비교형(SAR형) ADC의 동작으로 옳은 것은 무엇인가?
- 이상적인 ADC에서 양자화 오차의 최댓값은 무엇인가? (LSB: 최하위 비트 1개에 해당하는 전압)
- ΔΣ(델타 시그마)형 ADC의 특징으로 옳은 것은 무엇인가?
- 분해능 10비트, 풀스케일 입력 1.024 V인 ADC의 1 LSB에 해당하는 전압은 얼마인가?
- ADC 앞단에 두는 안티에일리어싱 필터로 사용되는 필터의 종류는 무엇인가?
- R-2R 래더형 DAC의 특징으로 옳은 것은 무엇인가?
- ADC 앞단에 두는 샘플 앤 홀드 회로의 역할은 무엇인가?
- 이상적인 N비트 ADC에서 양자화 잡음으로 결정되는 신호 대 잡음비(SNR)의 근사식은 무엇인가? (풀스케일 사인파 입력인 경우)
- 디지털 멀티미터 등에 많이 사용되는 이중 적분형 ADC의 특징으로 옳은 것은 무엇인가?
- ADC의 미분 비선형성(DNL)에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?
- 입력을 변화시켜도 특정 출력 코드가 한 번도 나타나지 않는 ADC의 결함을 무엇이라 하는가?
- 고속 DAC에 많이 사용되는 전류 스티어링형의 특징으로 옳은 것은 무엇인가?
- 실제 ADC의 잡음과 왜곡을 포함한 성능을 이상적인 ADC의 비트 수로 환산한 지표는 무엇인가?
- 변환을 여러 단으로 나누어 조립 라인처럼 처리하여 고속과 중~고분해능을 양립하는 ADC는 무엇인가?
- 노이즈 셰이핑을 하지 않는 단순한 오버샘플링에서 샘플링 주파수를 4배로 했을 때 얻어지는 양자화 잡음의 개선량은 무엇인가?
- 높은 주파수의 신호를 AD 변환할 때 샘플링 클록의 시간적 흔들림(지터)이 문제가 되는 이유로 옳은 것은 무엇인가?
- 마이크로컨트롤러에서 PWM 신호를 로우패스 필터에 통과시켜 아날로그 전압을 만드는 방법에서 출력 전압을 결정하는 것은 무엇인가?
- ADC의 변환 속도를 나타내는 "MS/s(MSPS)"의 의미로 옳은 것은 무엇인가?
- ADC의 입출력 특성에서 입력이 0일 때 출력이 0에서 벗어나 있는 오차를 무엇이라 하는가?
- ADC에 차동 입력을 사용하는 장점으로 옳은 것은 무엇인가?
- ΔΣ형 ADC에서 고속의 거친 양자화 출력을 낮은 샘플링 주파수의 고분해능 데이터로 변환하는 디지털 회로는 무엇인가?
- DAC에서 입력 코드가 전환되는 순간 출력에 나타나는 일시적인 스파이크 모양의 오차를 무엇이라 하는가?
- 여러 ADC를 조금씩 어긋난 타이밍으로 번갈아 동작시켜 전체적으로 높은 샘플링 속도를 얻는 방식은 무엇인가?
- 축차 비교형 ADC의 입력 앞에 연산 증폭기 등의 드라이버 회로를 두는 주된 이유는 무엇인가?
- 많은 축차 비교형 ADC에서 내부 DAC로 사용되는 방식은 무엇인가?
- 저항을 직렬로 다수 연결한 저항 스트링형 DAC의 특징으로 옳은 것은 무엇인가?
- ADC 방식 중 오버샘플링형으로 분류되는 것은 무엇인가?
- ADC(아날로그-디지털 변환기)의 역할로 옳은 것은 무엇인가?
- DAC(디지털-아날로그 변환기)가 사용되는 예로 가장 적절한 것은 무엇인가?
- 입력 범위가 같은 ADC에서 분해능(비트 수)을 크게 하면 어떻게 되는가?
- AD 변환에서 "샘플링(표본화)"에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?
- AD 변환에서 "양자화"로 인해 생기는 오차를 무엇이라 하는가?
- 음악 CD의 샘플링 주파수로 옳은 것은 무엇인가?
- ADC의 적분 비선형성(INL)에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?
- ADC의 이득 오차(게인 오차)에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?
- DAC가 "단조성을 갖는다"는 것은 무슨 뜻인가?
- 각 비트에 가중치가 다른 저항(R, 2R, 4R…)을 할당하는 가중 저항형 DAC의 단점으로 옳은 것은 무엇인가?
- 3비트 플래시형 ADC에 필요한 비교기(컴패레이터)의 수는 몇 개인가?
- 10 kHz 사인파를 안티에일리어싱 필터 없이 샘플링 주파수 12 kHz로 샘플링하면 몇 Hz의 신호로 나타나는가?
- ADC의 성능을 나타내는 SFDR(스퓨리어스 프리 다이내믹 레인지)에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?
- N비트 축차 비교형 ADC가 1회 변환에서 수행하는 비교 횟수로 기본적으로 옳은 것은 무엇인가?
- 샘플 앤 홀드 회로의 "어퀴지션 시간"에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?
- 중심 주파수 70 MHz, 대역폭 10 MHz의 신호를 그보다 낮은 샘플링 주파수로 의도적으로 샘플링하여 주파수 변환도 겸하는 기법은 무엇인가?
- AD 변환 전에 작은 잡음(디더)을 일부러 더하는 주된 목적은 무엇인가?
- ΔΣ형 ADC 변조기의 차수를 높이는 것(예를 들어 1차에서 2차로)의 효과로 옳은 것은 무엇인가?
- 여러 ADC를 번갈아 동작시키는 타임 인터리브형 ADC에서 각 ADC의 오프셋, 이득, 타이밍의 어긋남(미스매치)으로 인해 생기는 문제는 무엇인가?
- 양과 음의 전압을 모두 다루는 ADC에서 사용되는 "오프셋 바이너리" 부호에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?