본문내용
1. ADC (Analog-to-Digital Converter) 실험
1.1. 실험 목표
ADC (Analog-to-Digital Converter) 실험의 실험 목표는 AD 변환의 원리를 살펴보고, AD 변환기를 실험하는 것이다. 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정을 이해하고, 이를 실제 실험을 통해 확인하는 것이 이번 실험의 핵심 목적이다. 특히 ADC0809 소자를 활용하여 입력 전압에 따른 ADC 출력 값을 측정하고, Vref+ 변화에 따른 차이점을 분석하는 것이 주요 실험 내용이 될 것이다. 이를 통해 AD 변환 과정과 ADC 소자의 동작 원리를 심도 있게 이해할 수 있을 것으로 기대된다.
1.2. 관련 이론
1.2.1. 아날로그 신호와 디지털 신호
아날로그 신호는 자연의 소리, 악기 소리, 온도 변화, 움직이는 물체의 속도 등 실제 세계에서 연속적으로 변화하는 신호를 말한다. 이러한 아날로그 신호는 시간에 따라 크기와 파형이 연속적으로 변화하는 특징을 가진다. 반면에 디지털 신호는 컴퓨터에서 사용하기 위해 인위적으로 만든 신호로, 1과 0의 두 가지 상태만을 가지고 있다. 디지털 신호는 파형이 단순하고 규칙적이며, 시간에 따라 불연속적으로 변화한다.
컴퓨터와 같은 전자기기에서 아날로그 신호를 다루기 위해서는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 변환(Analog to Digital Conversion) 작업이 필요하다. 반대로 사람은 디지털 신호를 인식할 수 없으므로 디지털 신호를 다시 아날로그 신호로 변환하는 DA 변환(Digital to Analog Conversion) 작업이 필요하다. 이처럼 아날로그 신호와 디지털 신호는 서로 다른 특성을 가지고 있어 전자기기와 사람 간의 정보 교류를 위해서는 상호 변환 과정이 필수적이다.
1.2.2. AD 변환 및 샘플링
아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 변환은 샘플링 과정을 거치게 된다. 샘플링이란 일정한 시간 주기마다 아날로그 신호의 크기를 읽어 디지털 신호로 변환하는 작업을 의미한다.
연속적인 아날로그 신호로부터 일정 주기로 추출된 불연속적인 샘플 데이터를 이용하여 디지털 신호를 생성하게 된다. 따라서 샘플링 주기가 짧을수록 원래 아날로그 신호를 더 정확히 복원할 수 있다. 다만, 이 경우 처리해야 할 디지털 데이터의 양이 많아지게 된다.
샘플링 과정을 거치면 연속적인 아날로그 신호로부터 불연속적인 신호가 추출되며, 각 샘플링 값을 연결하면 원 신호를 복원할 수 있다. 이렇게 추출된 샘플 데이터를 디지털 코드로 변환하는 작업이 AD 변환이다. 따라서 AD 변환은 아날로그 신호의 크기에 비례하는 디지털 신호를 만드는 작업이라고 할 수 있다.
1.3. ADC0809 데이터시트 분석
ADC0809는 8비트 아날로그-디지털 변환기(Analog-to-Digital Converter)로, 입력 범위가 0V에서 VCC 사이의 아날로그 전압을 8비트 디지털 코드로 변환할 수 있다. 데이터시트에 따르면 ADC0809의 주요 특징은 다음과 같다.
첫째, ADC0809는 8비트 분해능을 가지며, 총 256개의 디지털 출력 값(0에서 255)을 가진다. 이는 입력 전압 범위를 256개의 동일한 구간으로 나누어 각 구간마다 하나의 디지털 코드를 출력할 수 있음을 의미한다.
둘째, 입력 핀(26, 27, 28, 1, 2, 3, 4, 5번 핀...
