4비트 R–2R DAC
네 비트를 전압으로 바꾸기
DAC는 Digital to Analog Converter, 디지털 아날로그 변환기로 숫자를 전압으로 바꿉니다. R–2R 사다리는 저항 R과 두 배의 2R을 씁니다. 비트는 0 또는 1입니다. LSB(Least Significant Bit, 최하위 비트)의 가중치는 1, MSB(Most Significant Bit, 최상위 비트)는 여기서 8입니다. 네 비트로 16단계를 고릅니다.
실험대
회로 설정을 바꾸고 측정값을 예상한 뒤 과제를 확인하세요. 학습용 모델이며 각 수업에서 가정을 설명합니다.
로그인하여 진도 저장. 게스트 진도는 이 기기에 저장돼요.
작동 원리
이상적 4비트 전압 사다리와 부하를 주지 않고 전압을 따르는 버퍼입니다. 출력은 무부하, 기준 Vref는 1–5 V입니다. 저항 오차, 전환 순간의 튐, 안정화 시간, 전류 한계는 생략합니다.
b0–b3의 가중치는 1, 2, 4, 8이며 코드는 가중 합입니다. Vout은 출력, Vref는 기준 전압입니다. LSB 한 단계는 Vref/16이고 코드 15는 Vref보다 한 단계 낮습니다.
난이도
만들기 · 관찰
Vref = 5 V에서 켜세요. b3만 1, 코드 8로 2.5 V를 얻으세요.
힌트가 필요한가요?
Vref=5 V; b3=1; b2=b1=b0=0 → 2.5 V
탐구하기 · 실험
Vref = 5 V에서 b2 = b0 = 1, 나머지 0: 코드 5로 1.5625 V입니다.
힌트가 필요한가요?
Vref=5 V; b2=b0=1; b3=b1=0 → 1.5625 V
스스로 풀기 · 해결
Vref = 5 V에서 네 비트를 모두 1, 코드 15로 하세요. 4.6875 V와 빠진 마지막 단계를 설명하세요.
힌트가 필요한가요?
Vref=5 V; b3=b2=b1=b0=1 → 4.6875 V
추가 읽기와 회로 레시피
4비트 R–2R DAC
디지털 제어기는 숫자를 저장하고 아날로그 회로는 전압에 반응합니다. 저항 사다리는 스위치로 기준의 일부를 골라 출력에서 더하며 두 세계를 연결합니다.
code = b0 + 2b1 + 4b2 + 8b3; Vout = Vref × code/16; ΔV = Vref/16
5 V에서 한 단계는 0.3125 V입니다. 최고 코드는 15단계인 4.6875 V입니다. 추가 회로 없이는 단계 사이의 값이 없습니다.
유용한 연결
두 저항 값만 필요합니다. 특별한 절대값보다 정확한 비율이 중요합니다.
뜻밖의 사실
같은 기준에서 한 비트를 더하면 코드 수는 두 배, 이상적 단계는 절반입니다.
피하면 좋은 함정
16개 코드는 0부터 15까지입니다. 이 식에서 15로 나누면 틀립니다.
코드 8에서 Vref를 5 V에서 2 V로 바꾸면 Vout은…
- 1 V
- 2 V
- 2.5 V
더 읽기
코드 8은 기준의 절반: 2 × 8/16 = 1 V입니다.
기준의 절반
최상위 비트만 켜세요.
5 V 기준에서 코드 8은 2.5 V입니다.
첫 작은 단계
최하위 비트만 켜세요.
5 V 기준에서 코드 1은 0.3125 V입니다.
다른 변화 시도
7(0111)과 8(1000)을 비교하세요. 여러 비트가 바뀌지만 전압은 한 단계만 오릅니다. 실제 스위치의 짧은 튐은 모델에 없습니다.