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메이커 Maker

외부 레퍼런스 전압과 DAC를 사용하여 정확한 5V 출력

지구 빵집 2025. 7. 22. 00:27
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🅿️  DAC를 사용하여 정확한 5V 출력을 공급하는 방법에 관해 상세한 설명을 해주세요. 필요하면 추천하는 방식과 부품을 말해주세요.

 

DAC(Digital-to-Analog Converter)를 사용하여 정확한 5V 출력을 공급하는 것은 정밀한 아날로그 신호 제어를 요구하는 다양한 애플리케이션에서 중요합니다. 다음은 이를 달성하기 위한 상세한 설명과 추천 방식 및 부품입니다.

1. DAC의 기본 원리 이해

DAC는 디지털 코드(예: 마이크로컨트롤러의 0과 1)를 아날로그 전압 또는 전류로 변환하는 장치입니다. DAC의 출력 전압은 일반적으로 다음 공식에 따라 결정됩니다.

여기서:

  • : 출력 아날로그 전압
  • : 입력 디지털 코드 (0부터 까지)
  • : 기준 전압 (Reference Voltage)
  • : DAC의 해상도 (비트 수)

이 공식을 보면, 정확한 $V_{OUT}$을 얻기 위해서는 DAC의 해상도(), 기준 전압(), 그리고 **디지털 코드()**가 매우 중요함을 알 수 있습니다.

2. 정확한 5V 출력을 위한 핵심 고려사항

정확한 5V 출력을 위해서는 다음 요소들을 최적화해야 합니다.

  • 정밀한 기준 전압 (): DAC의 출력 정확도는 $V_{REF}$의 정확성에 직접적으로 비례합니다. $V_{REF}$가 불안정하거나 부정확하면, DAC 출력도 불안정해집니다. 5V 출력을 목표로 한다면, $V_{REF}$를 5V 또는 5V의 배수/분수(DAC의 게인 설정에 따라)로 설정해야 합니다.
  • 높은 해상도 (비트 수): 해상도가 높을수록 DAC가 생성할 수 있는 아날로그 출력 레벨의 수가 많아지므로, 더 미세한 전압 변화를 제어할 수 있습니다. 12비트, 16비트 또는 그 이상의 고해상도 DAC가 정밀한 5V 출력을 위해 선호됩니다.
    • 예를 들어, 12비트 DAC는 개의 스텝을 가집니다. $V_{REF}$가 5V일 때 LSB(최하위 비트)는 가 됩니다.
    • 16비트 DAC는 개의 스텝을 가지며, LSB는 로 훨씬 정밀해집니다.
  • 저온 드리프트 및 안정성: 온도 변화에 따라 DAC의 특성(특히 및 내부 저항 네트워크)이 변할 수 있습니다. 온도에 따른 출력 전압 변화가 적은 부품을 선택해야 합니다.
  • 낮은 오프셋 전압 및 게인 오차: DAC 자체의 오프셋 전압과 게인 오차는 출력 정확도에 영향을 미칩니다. 이러한 오차가 낮은 DAC를 선택하거나, 필요한 경우 외부 회로를 통해 보정해야 합니다.
  • 출력 구동 능력 (버퍼링): DAC의 출력은 종종 부하에 직접 연결될 수 있습니다. DAC는 일반적으로 높은 출력 임피던스를 가지거나 제한된 전류 구동 능력을 갖습니다. 따라서, 부하에 따라 적절한 버퍼 앰프(Op-Amp)를 사용하여 DAC 출력을 버퍼링해야 합니다. 이는 DAC를 부하로부터 격리하고, 안정적인 출력 전압을 유지하며, 필요한 전류를 공급하는 데 도움을 줍니다.
  • 노이즈 및 리플: 출력에 노이즈와 리플이 적은 DAC 및 주변 회로를 선택해야 합니다. 이는 특히 정밀 측정 또는 제어 애플리케이션에서 중요합니다.

3. 5V 정밀 출력을 위한 추천 방식 및 부품

A. 기준 전압 (Voltage Reference)

정확한 5V 출력을 위한 가장 중요한 요소 중 하나입니다. DAC의 내부 기준 전압은 충분히 정밀하지 않을 수 있으므로, 외부 정밀 기준 전압을 사용하는 것이 좋습니다.

  • 추천 부품:
    • Analog Devices (ADI): ADR4525 (2.5V, 저잡음, 고안정성), ADR4550 (5.0V, 저잡음, 고안정성), LTC6655-5 (5.0V, 저잡음, 저드리프트)
    • Texas Instruments (TI): REF5050 (5.0V, 저잡음, 고정밀), REF30xx 시리즈 (저전력, 소형 패키지)
    • Microchip (Microchip): MCP1501-50 (5.0V, 저전력, 고정밀)
  • 고려사항:
    • 정확도: 초기 정확도 (initial accuracy)와 온도 드리프트 (temperature drift)를 확인해야 합니다. ppm/°C 단위로 표시됩니다.
    • 잡음: 출력 잡음이 낮은 레퍼런스를 선택해야 합니다.
    • 히스테리시스: 온도 사이클에 따른 출력 전압 변화도 중요한 요소입니다.

B. DAC (Digital-to-Analog Converter)

정밀한 5V 출력을 위해 다음 특성을 가진 DAC를 고려합니다.

  • 추천 부품:
    • Analog Devices (ADI):
      • AD5791: 20비트 해상도의 초정밀 DAC로, 극도로 높은 정확도와 낮은 노이즈가 필요한 애플리케이션에 적합합니다. 5V 출력을 만들기 위해 외부 레퍼런스와 Op-Amp가 필요합니다.
      • AD506x 시리즈 (AD5060, AD5061, AD5062 등): 16비트 해상도를 제공하며, 우수한 INL/DNL(적분 비선형성/미분 비선형성) 성능을 가집니다. 일부 모델은 내부 레퍼런스를 포함하기도 하지만, 더 높은 정확도를 위해 외부 레퍼런스를 사용하는 것이 좋습니다.
      • AD5541/AD5542: 16비트, 단일 공급, 전압 출력 DAC. 0V ~ 범위에서 작동하며 낮은 전력 소비와 빠른 정착 시간을 제공합니다. 5V 출력을 원한다면 5V 기준 전압을 사용하면 됩니다.
    • Texas Instruments (TI):
      • DAC8x50x 시리즈 (DAC80508, DAC85501 등): 16비트, 8채널 SPI 전압 출력 DAC로, 정밀 내부 레퍼런스를 포함하는 경우가 많습니다.
      • DAC856x 시리즈 (DAC8562 등): 12~16비트, 단일 5V 공급에서 작동하는 전압 출력 DAC로, 레일-투-레일 앰프, 래치 및 레퍼런스를 포함하는 경우도 있습니다. 4.095V 풀 스케일 출력을 제공하기도 합니다. 5V 출력을 위해서는 추가적인 게인 조정이 필요할 수 있습니다.
  • 고려사항:
    • 해상도 (Resolution): 요구되는 정확도에 따라 12비트, 14비트, 16비트 이상 선택.
    • 인터페이스: SPI, I2C, 병렬 등 마이크로컨트롤러와의 통신 방식.
    • INL/DNL: 선형성 오류를 나타냅니다. 낮을수록 좋습니다.
    • 정착 시간 (Settling Time): 출력 전압이 안정화되는 데 걸리는 시간.
    • 내부 레퍼런스 유무: 내부 레퍼런스가 있는 DAC도 있지만, 최고의 정확도를 위해서는 외부 정밀 레퍼런스를 사용하는 것이 일반적입니다.
    • 출력 타입: 전압 출력 DAC 또는 전류 출력 DAC. 전류 출력 DAC의 경우 I-V 변환 회로(Op-Amp 기반)가 필요합니다. 5V 전압 출력이 목적이므로 전압 출력 DAC를 선호합니다.

C. 출력 버퍼링 (Op-Amp)

DAC의 출력 임피던스는 종종 수십 킬로옴(kΩ)이 될 수 있습니다. 이는 부하에 따라 전압 강하가 발생하여 정확도를 떨어뜨릴 수 있습니다. 또한, DAC의 출력 전류 구동 능력이 낮을 수 있으므로, Op-Amp를 사용하여 출력 전압을 버퍼링하는 것이 필수적입니다.

  • 추천 부품:
    • Analog Devices (ADI): ADA4000-2 (저잡음, 저드리프트, 정밀 Op-Amp), AD8610 (레일-투-레일 출력, 저잡음, 저오프셋)
    • Texas Instruments (TI): OPA2277 (저오프셋, 저드리프트, 정밀 Op-Amp), OPA189 (제로 드리프트, 저잡음)
    • Linear Technology (이제 ADI): LT1013 (단일 공급, 저오프셋)
  • 고려사항:
    • 레일-투-레일 (Rail-to-Rail): 0V에서 5V까지 전체 범위를 정확하게 출력하려면 입력 및/또는 출력 레일-투-레일 Op-Amp가 필요합니다.
    • 저오프셋 전압 및 저드리프트: Op-Amp 자체의 오프셋 전압이 DAC의 정확도를 훼손하지 않도록 매우 낮은 오프셋 전압(수십 마이크로볼트 이하)을 가진 것을 선택해야 합니다. 온도 드리프트도 중요합니다.
    • 대역폭 및 슬루율: DAC의 출력 신호가 빠르게 변해야 한다면, 충분한 대역폭과 슬루율을 가진 Op-Amp가 필요합니다.
    • 잡음: Op-Amp가 추가하는 잡음도 전체 시스템의 정확도에 영향을 미치므로, 저잡음 Op-Amp를 선택하는 것이 좋습니다.

4. 회로 구성 예시

 

가장 일반적인 정밀 5V DAC 출력 회로는 다음과 같습니다.

  1. 정밀 전압 기준 (Precision Voltage Reference):
    • 예: ADR4550 (5.0V 출력) 또는 ADR4525 (2.5V 출력) + Op-Amp를 이용한 2배 게인 증폭.
    • 출력이 DAC의 입력 핀에 직접 연결됩니다.
  2. 전압 출력 DAC:
    • 예: AD5062 (16비트, 내부 레퍼런스 없음)
    • 이 DAC는 외부 $V_{REF}$를 사용하여 0V ~ 범위의 아날로그 전압을 출력합니다.
  3. 출력 버퍼 (Op-Amp):
    • DAC의 출력 핀은 Op-Amp의 비반전 입력(non-inverting input)에 연결되고, Op-Amp는 전압 팔로워(unity-gain buffer) 구성으로 연결됩니다. 이는 DAC 출력을 높은 입력 임피던스로 받아 낮은 출력 임피던스로 구동하여 부하의 영향을 최소화합니다.
    • Op-Amp의 전원은 5V 레일 또는 필요에 따라 더 높은 전압으로 공급되어야 합니다 (레일-투-레일 Op-Amp가 아니라면 5V 출력을 위해 Op-Amp의 전원 레일이 5V보다 약간 높아야 합니다).

회로도 (간략화된 예시):

                  +-----------+
                  |  Voltage  |
                  | Reference |
                  +-----+-----+
                        |
                        | V_REF
                        |
          +-------------+-------------+
          |                         |
          |       DAC (e.g., AD5062)  |
Control --| Digital Input (SPI/I2C) |
(Microcontroller) |                         |
          |       Analog Output (V_OUT_DAC) |
          +-------------+-------------+
                        |
                        | V_OUT_DAC
                        |
                  +-----+-----+
                  |           |
                  |   Op-Amp  | (Voltage Follower / Buffer)
                  |           |
                  +-----+-----+
                        |
                        | V_FINAL_OUT (Accurate 5V)
                        |
                  Load (부하)

추가 고려사항:

  • 전원 공급 장치 (Power Supply): DAC, 전압 레퍼런스, Op-Amp 모두에 깨끗하고 안정적인 전원 공급이 필수적입니다. 저잡음 LDO(Low Dropout Regulator) 등을 사용하여 전원 노이즈를 최소화해야 합니다.
  • 접지 (Grounding): 아날로그와 디지털 접지를 신중하게 분리하고, 스타 접지(star grounding) 방식을 사용하여 접지 루프를 피하는 것이 중요합니다.
  • 디커플링 커패시터: DAC, Op-Amp, 전압 레퍼런스 각 핀 가까이에 적절한 용량의 바이패스/디커플링 커패시터를 배치하여 전원 노이즈를 줄여야 합니다. (예: 0.1μF 세라믹 + 10μF 전해)
  • PCB 레이아웃: 정밀 아날로그 회로는 PCB 레이아웃에 매우 민감합니다. 짧은 신호 경로, 접지 플레인 사용, 노이즈가 많은 디지털 신호와 아날로그 신호의 분리 등이 중요합니다.

결론적으로, DAC를 사용하여 정확한 5V 출력을 공급하려면 정밀한 기준 전압, 충분한 해상도의 DAC, 그리고 적절한 버퍼링 Op-Amp의 조합이 필요합니다. 각 구성 요소의 특성을 신중하게 선택하고, 전원 공급 및 접지, PCB 레이아웃에도 주의를 기울여야 원하는 정확도를 달성할 수 있습니다.

 

🅿️  AD5602 대신 i2c 방식의 정밀한 DAC 를 추천해주세요.

 

AD5602 대신 I2C 방식의 정밀한 DAC를 찾으시는군요. AD5602는 8비트 DAC이므로, 더 높은 정밀도를 위해서는 더 높은 해상도(비트 수)를 가진 DAC를 고려하는 것이 좋습니다.

다음은 정밀한 I2C DAC 추천 및 고려사항입니다.

추천 DAC (I2C 인터페이스 및 높은 정밀도):

  • GP8413 2채널 15비트 I2C DAC 모듈:
    • 특징: 15비트 해상도, 0-5V 또는 0-10V 출력 전압 지원, 출력 전압 오차 0.2% 미만, 선형성 오차 0.01%, 3.3V-5V 전원 공급 지원. 8개의 조절 가능한 I2C 주소를 통해 최대 16개 장치 동시 제어 가능.
    • 장점: 높은 해상도와 낮은 오차율로 정밀 제어에 적합하며, 0-5V 출력을 직접 지원합니다. 모듈 형태로 제공되어 사용이 편리합니다.
    • 고려사항: 모듈 형태이므로 특정 임베디드 시스템에 통합할 때 공간 제약이 있을 수 있습니다.

일반적인 정밀 I2C DAC 선택 시 고려사항:

  1. 해상도 (Resolution):
    • AD5602의 8비트보다 높은 12비트, 14비트, 16비트 이상의 DAC를 선택하여 더 미세한 전압 제어를 가능하게 합니다. 해상도가 높을수록 LSB(최하위 비트) 값이 작아져 정밀도가 향상됩니다.
  2. 기준 전압 (Voltage Reference):
    • DAC의 출력 정확도에 가장 큰 영향을 미치는 요소입니다. 내장된 기준 전압의 정확도와 온도 드리프트를 확인하거나, 더 높은 정밀도를 위해 외부 정밀 전압 기준(예: ADR4550, REF5050 등)을 사용하는 것을 고려해야 합니다.
  3. 선형성 (INL/DNL):
    • 적분 비선형성(INL)과 미분 비선형성(DNL)은 DAC의 선형성 오차를 나타냅니다. 이 값이 낮을수록 이상적인 특성에 가깝습니다. 정밀한 애플리케이션에서는 이 수치를 반드시 확인해야 합니다.
  4. 온도 드리프트 (Temperature Drift):
    • 온도 변화에 따른 출력 전압의 변화를 나타냅니다. ppm/°C 단위로 표시되며, 이 수치가 낮을수록 온도 변화에 강합니다.
  5. 출력 버퍼링:
    • 대부분의 정밀 DAC는 내장된 출력 버퍼 앰프를 가지고 있지만, 부하 구동 능력이나 레일-투-레일 스윙 범위가 제한적일 수 있습니다. 5V 출력을 위해 Op-Amp의 전원 레일이 5V보다 약간 높아야 할 수도 있습니다 (레일-투-레일 Op-Amp가 아니라면). 필요한 경우 외부 정밀 Op-Amp(예: OPA2277, ADA4000-2)를 사용하여 DAC 출력을 버퍼링하여 부하의 영향을 최소화하고 안정적인 5V 출력을 보장해야 합니다.
  6. 전원 공급 및 잡음:
    • DAC와 주변 회로에 깨끗하고 안정적인 전원 공급이 중요합니다. 저잡음 LDO 레귤레이터와 적절한 디커플링 커패시터를 사용하여 전원 노이즈를 최소화해야 합니다.

AD5602와 비교:

AD5602는 8비트 해상도와 내부 레퍼런스를 가진 저전력 I2C DAC입니다. 5V 출력을 위해 VDD를 5V로 사용하고 내부 레퍼런스를 활용할 수 있지만, 8비트 해상도는 정밀한 5V 제어에는 한계가 있습니다 (LSB 약 19.5mV). 따라서, 위에서 언급된 12비트 이상의 DAC는 AD5602보다 훨씬 높은 정밀도를 제공할 수 있습니다.

 

요구되는 정확도와 예산에 따라 적절한 DAC를 선택하는 것이 중요합니다. 데이터시트를 꼼꼼히 확인하여 INL/DNL, 온도 드리프트, 잡음 특성 등을 비교해보시길 권장합니다.

 

🅿️ ADR4550과 GP8413을 사용하여 정밀한 5V 출력을 구현하는 회로도를 제안해주실 수 있나요?

 

네, ADR4550과 GP8413을 사용하여 정밀한 5V 출력을 구현하는 회로도를 제안해 드릴 수 있습니다. 직접적인 그림 형태의 회로도를 제공할 수는 없지만, 각 부품의 연결 방식과 역할을 상세히 설명하여 회로를 구성하는 데 도움이 되도록 하겠습니다.

회로 구성 목표: GP8413 DAC 모듈은 0-5V 또는 0-10V 출력을 지원하며, 15비트의 해상도를 가집니다. ADR4550은 5V의 정밀한 기준 전압을 제공하는 IC입니다. 이 두 부품을 사용하여 GP8413의 출력 전압 정확도를 ADR4550의 정밀도에 의존하게 만들고, 최종적으로 정밀한 5V 아날로그 출력을 얻는 것이 목표입니다.

필요한 주요 부품:

  1. GP8413 2채널 15비트 I2C DAC 모듈:
    • 디지털 값을 아날로그 전압으로 변환하는 핵심 부품입니다.
    • I2C 통신을 통해 마이크로컨트롤러(예: Arduino, ESP32 등)와 연결됩니다.
    • GP8413 모듈 자체는 0-5V 또는 0-10V 출력을 지원하며, 내부적으로 레퍼런스 전압을 사용합니다. 하지만 더 높은 정밀도를 위해 외부 레퍼런스를 활용하는 방법을 고려할 수 있습니다. (GP8413 모듈의 데이터시트를 확인하여 외부 레퍼런스 입력 핀이 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 만약 없다면, GP8413 자체의 내장 레퍼런스를 사용해야 하며, 이 경우 ADR4550은 GP8413의 전원 공급 안정화에 기여하거나, GP8413 출력 이후에 스케일링/버퍼링에 사용될 수 있습니다.) 일반적으로 모듈 형태의 DAC는 내부 레퍼런스를 사용하며 외부 레퍼런스 입력 핀이 없는 경우가 많습니다. 따라서 여기서는 GP8413의 전원 공급 안정화와 출력 버퍼링/스케일링에 중점을 두어 설명하겠습니다.
  2. ADR4550 정밀 전압 기준 (Precision Voltage Reference) IC:
    • 매우 안정적이고 정확한 5V 기준 전압을 제공합니다.
    • 이 5V를 GP8413의 전원 공급(VCC) 또는 필요한 경우 GP8413 출력 이후의 Op-Amp 회로의 기준 전압으로 사용합니다.
  3. 마이크로컨트롤러 (예: Arduino Uno, ESP32, Raspberry Pi Pico 등):
    • GP8413 DAC 모듈에 I2C 통신을 통해 디지털 값을 전송하여 아날로그 출력을 제어합니다.
  4. 전원 공급 장치:
    • 마이크로컨트롤러, GP8413 모듈, ADR4550에 안정적인 전원을 공급합니다. (예: 5V DC 어댑터 또는 USB 전원)
  5. 디커플링 커패시터:
    • 각 IC의 전원 핀 가까이에 배치하여 전원 노이즈를 줄입니다. (예: 0.1uF 세라믹 커패시터와 10uF 전해 커패시터 병렬 연결)
  6. 선택 사항: 정밀 Op-Amp (Operational Amplifier):
    • GP8413 모듈의 출력 전류 구동 능력이 부족하거나, 더 낮은 출력 임피던스가 필요하거나, 출력을 정밀하게 스케일링/오프셋해야 할 경우 사용합니다.
    • 예: OPA2277 (저오프셋, 저드리프트, 정밀 Op-Amp), ADA4000-2 등.

회로 연결 제안 (GP8413 모듈이 외부 레퍼런스 입력이 없다고 가정):

이 구성에서는 ADR4550이 GP8413 모듈의 전원 공급(VCC)을 매우 정밀하게 안정화하는 데 사용되거나, GP8413의 아날로그 출력 이후에 추가적인 정밀도를 위한 버퍼/스케일링 회로의 기준 전압으로 사용됩니다.

시나리오 1: ADR4550을 GP8413 모듈의 정밀 5V 전원으로 사용

이 방식은 GP8413 모듈 자체의 내부 레퍼런스가 전원 전압(VCC)에 비례하여 작동하는 경우에 유용합니다. GP8413의 VCC를 정밀한 5V로 공급함으로써, DAC의 풀 스케일 출력 전압을 안정화시킬 수 있습니다.

  1. ADR4550 연결:
    • ADR4550의 VIN (입력 전압) 핀에 넉넉한 전원(예: 7V ~ 15V DC)을 연결합니다. (ADR4550은 LDO처럼 작동하여 입력 전압보다 낮은 정밀 5V를 출력합니다.)
    • ADR4550의 VOUT (출력 전압) 핀에서 정밀한 5V가 나옵니다.
    • ADR4550의 GND (접지) 핀을 시스템 접지에 연결합니다.
    • ADR4550의 VOUT과 GND 핀 사이에 디커플링 커패시터 (예: 0.1uF 세라믹과 10uF 전해 커패시터 병렬)를 최대한 가깝게 배치합니다.
  2. GP8413 모듈 연결:
    • GP8413 모듈의 VCC (전원 입력) 핀에 **ADR4550의 VOUT (정밀 5V)**을 연결합니다.
    • GP8413 모듈의 GND (접지) 핀을 시스템 접지에 연결합니다.
    • GP8413 모듈의 SDA (I2C 데이터) 핀을 마이크로컨트롤러의 SDA 핀에 연결합니다.
    • GP8413 모듈의 SCL (I2C 클럭) 핀을 마이크로컨트롤러의 SCL 핀에 연결합니다.
    • GP8413 모듈의 **DAC 출력 핀 (DAC_OUT1, DAC_OUT2 등)**이 최종 5V 아날로그 출력이 됩니다.
    • GP8413 모듈의 VCC와 GND 핀 사이에도 디커플링 커패시터를 배치합니다.
  3. 마이크로컨트롤러 연결:
    • 마이크로컨트롤러의 5V 또는 3.3V 전원을 공급하고, GND를 시스템 접지에 연결합니다.
    • 마이크로컨트롤러의 I2C SDA/SCL 핀을 GP8413 모듈에 연결합니다. (필요시 풀업 저항 사용)

회로 흐름: 외부 전원 -> ADR4550 (정밀 5V 생성) -> GP8413 VCC (안정적인 5V 전원 공급) -> 마이크로컨트롤러 (I2C 제어) -> GP8413 DAC (디지털-아날로그 변환) -> GP8413 DAC 출력 (정밀한 0-5V 아날로그 신호)

시나리오 2: GP8413 출력 이후에 Op-Amp를 사용하여 정밀 스케일링/버퍼링 및 ADR4550을 Op-Amp의 기준 전압으로 사용

이 방식은 GP8413 모듈이 내부 레퍼런스를 사용하고 그 출력이 5V보다 작거나, 출력 임피던스가 높을 때 유용합니다.

  1. ADR4550 연결:
    • 시나리오 1과 동일하게 ADR4550에서 정밀 5V를 생성합니다. 이 5V는 Op-Amp 회로의 기준 전압으로 사용됩니다.
  2. GP8413 모듈 연결:
    • GP8413 모듈의 VCC는 마이크로컨트롤러의 5V 또는 별도의 안정적인 5V 전원에 연결합니다.
    • I2C 통신은 마이크로컨트롤러와 연결합니다.
    • GP8413의 DAC 출력 핀은 Op-Amp 회로의 입력으로 사용됩니다.
  3. 정밀 Op-Amp 회로 (예: 비반전 증폭기 또는 버퍼):
    • 목표: GP8413의 출력을 받아 0-5V 범위로 정확하게 스케일링하거나 버퍼링합니다.
    • Op-Amp 전원: Op-Amp는 0-5V 출력을 위해 레일-투-레일 Op-Amp를 사용하고, 전원은 0V와 5V (또는 5V보다 약간 높은 전압)로 공급합니다. 이 5V 전원은 ADR4550의 출력을 사용할 수 있습니다.
    • 버퍼 구성 (가장 간단):
      • Op-Amp의 비반전 입력(+) 핀에 GP8413의 DAC 출력 핀을 연결합니다.
      • Op-Amp의 출력 핀을 반전 입력(-) 핀에 직접 연결합니다 (단위 이득 버퍼).
      • Op-Amp의 출력 핀이 최종 0-5V 아날로그 출력이 됩니다. 이 방식은 DAC의 출력 임피던스를 낮추고 부하 구동 능력을 높이는 데 효과적입니다.
    • 비반전 증폭기 구성 (스케일링 필요 시):
      • GP8413의 출력이 0-5V가 아니라 0-X V (X < 5V)인 경우, Op-Amp를 사용하여 게인(Gain)을 조정하여 0-5V로 스케일링할 수 있습니다.
      • Op-Amp의 비반전 입력(+) 핀에 GP8413의 DAC 출력을 연결하고, 저항 네트워크를 통해 게인을 설정합니다.
      • 이때, 게인 설정에 사용되는 저항들은 정밀하고 온도 드리프트가 낮은 타입 (예: 금속 필름 저항)을 사용해야 합니다.
      • ADR4550의 5V 출력을 이 Op-Amp 회로의 기준 전압 또는 전원 공급으로 활용하여 최종 출력의 정확도를 높일 수 있습니다.

핵심 고려사항 및 유의점:

  • GP8413 데이터시트 확인: 가장 중요한 것은 GP8413 모듈의 정확한 데이터시트를 확인하는 것입니다. 특히, 외부 기준 전압 입력 핀이 있는지, 그리고 내부 레퍼런스가 전원 전압에 얼마나 의존적인지 확인해야 합니다.
  • 접지 (Grounding): 모든 부품의 접지는 한 점(스타 접지)에 모이도록 하여 접지 루프를 방지하고 노이즈를 최소화해야 합니다. 아날로그 접지와 디지털 접지를 분리한 후 한 점에서 연결하는 것이 이상적입니다.
  • PCB 레이아웃: 정밀 아날로그 회로는 PCB 레이아웃에 매우 민감합니다. 짧고 직접적인 신호 경로, 넓은 접지 플레인, 노이즈가 많은 디지털 신호와 아날로그 신호의 분리를 통해 최적의 성능을 얻을 수 있습니다.
  • 전원 노이즈: 전원 공급 장치에서 발생하는 노이즈는 DAC 출력에 직접적인 영향을 미칩니다. ADR4550과 같은 정밀 레퍼런스를 사용하더라도, 입력 전원 자체의 노이즈가 낮아야 합니다.

이러한 설명을 바탕으로 회로를 구성하시면 정밀한 5V 출력을 구현하는 데 큰 도움이 될 것입니다.

 

🅿️ 비슷한 회로도를 구할 수 있는 자료 출처를 알려주실 수 있나요? 제가 꼭 필요합니다.

 

Sure, I can definitely help you find resources for similar circuit diagrams. Since you're looking for precise DAC output circuits, especially those using external voltage references and output buffers, the best places to look are:

  1. Manufacturer's Application Notes and Datasheets:
    • Analog Devices (ADI): ADI is a leader in precision analog components. They have an extensive library of datasheets and application notes that often include detailed example circuits for their DACs and voltage references.
      • Search for: Datasheets of precision DACs (e.g., AD506x, AD5791, AD5541) and voltage references (e.g., ADR4550, ADR43x series). Look for "Typical Application Circuit," "Evaluation Board Schematic," or "Reference Design."
      • Good starting points:
        • ADR4550 Datasheet: Will show how to use the voltage reference.
        • Any high-resolution voltage-output DAC datasheet: They usually show how to connect the reference and suggest output buffering.
      • Website: https://www.analog.com/
    • Texas Instruments (TI): Another major player with a vast collection of resources.
      • Search for: Datasheets of precision DACs (e.g., DAC8x50x, DAC856x series) and voltage references (e.g., REF5050, REF30xx). Also look for their "Precision Labs" series, which has excellent educational content and circuit examples.
      • Website: https://www.ti.com/
    • Microchip Technology: Also offers good DACs and voltage references.
  2. Online Electronics Design Communities and Forums:
    • EEVblog Forum: A very active electronics forum where you can find discussions and schematics for precision circuits. Searching here might yield actual user-tested designs.
    • Stack Exchange - Electrical Engineering: Another excellent resource for specific circuit design questions and answers.
    • All About Circuits: Offers tutorials, articles, and a forum with various circuit examples.
  3. University/Academic Resources and Textbooks:
    • Many university course materials for analog electronics or mixed-signal design will feature classic examples of DAC circuits, reference connections, and Op-Amp buffering.
    • Books: Look for textbooks on "Analog Electronics," "Data Converters," or "Precision Analog Design." Authors like Sergio Franco, Adel S. Sedra, and Kenneth C. Smith are good starts.
  4. Reference Design Libraries:
    • Many manufacturers offer complete "reference designs" that include schematics, BOMs (Bill of Materials), and even PCB layouts for specific applications. These are often much more detailed than simple application circuits.
      • Search on ADI and TI websites for "Precision DAC Reference Design" or "High-Accuracy Voltage Output."

Specific Search Terms to Use:

When searching on these platforms, use combinations of these terms:

  • "Precision DAC circuit"
  • "Voltage reference DAC schematic"
  • "External reference DAC circuit"
  • "DAC output buffer circuit"
  • "High accuracy 5V DAC"
  • "ADR4550 application circuit"
  • "GP8413 schematic" (though the GP8413 module might have limited detailed schematics beyond its pinout, it's worth checking for a full datasheet of the DAC IC inside the module if available for more granular circuit details)

Example Search Strategy:

  1. Go to analog.com (Analog Devices).
  2. Search for "AD5791 datasheet" or "AD5062 datasheet". Open the datasheet.
  3. Scroll to the "Typical Application Circuit" section. You'll often see the DAC, its reference connection, and potentially an output buffer.
  4. Then, search for "ADR4550 datasheet" to see its typical connection for generating a precise 5V.

By combining the information from the voltage reference's datasheet on how to use it, and the DAC's datasheet on how to connect a reference and buffer its output, you can piece together and adapt the circuit I described.

Good luck with your project!

 

🅿️  한글로 변환해주세요.

 

알겠습니다. 유사한 회로도를 구할 수 있는 자료 출처를 한글로 변환하여 알려드리겠습니다. 정밀 DAC 출력 회로, 특히 외부 전압 기준 및 출력 버퍼를 사용하는 회로를 찾고 계시다면 다음 출처들을 참고하시는 것이 좋습니다.

  1. 제조사 애플리케이션 노트 및 데이터시트:
    • 아나로그 디바이스 (Analog Devices, ADI): 정밀 아날로그 부품 분야의 선두 주자입니다. DAC 및 전압 레퍼런스에 대한 자세한 회로 예제를 포함하는 광범위한 데이터시트 및 애플리케이션 노트 라이브러리를 보유하고 있습니다.
      • 검색어: 정밀 DAC (예: AD506x, AD5791, AD5541) 및 전압 레퍼런스 (예: ADR4550, ADR43x 시리즈)의 데이터시트를 찾아보세요. "Typical Application Circuit(일반적인 적용 회로)", "Evaluation Board Schematic(평가 보드 회로도)", 또는 "Reference Design(레퍼런스 설계)" 섹션을 찾아보십시오.
      • 좋은 시작점:
        • ADR4550 데이터시트: 전압 레퍼런스를 사용하는 방법을 보여줄 것입니다.
        • 모든 고해상도 전압 출력 DAC 데이터시트: 일반적으로 레퍼런스 연결 방법과 출력 버퍼링 제안이 포함되어 있습니다.
      • 웹사이트: https://www.analog.com/
    • 텍사스 인스트루먼트 (Texas Instruments, TI): 방대한 자료를 보유한 또 다른 주요 업체입니다.
      • 검색어: 정밀 DAC (예: DAC8x50x, DAC856x 시리즈) 및 전압 레퍼런스 (예: REF5050, REF30xx)의 데이터시트를 찾아보세요. 또한 훌륭한 교육 콘텐츠와 회로 예제가 있는 "Precision Labs" 시리즈도 확인해 보십시오.
      • 웹사이트: https://www.ti.com/
    • 마이크로칩 테크놀로지 (Microchip Technology): 좋은 DAC 및 전압 레퍼런스 제품을 제공합니다.
  2. 온라인 전자 설계 커뮤니티 및 포럼:
    • EEVblog 포럼: 정밀 회로에 대한 토론과 회로도를 찾을 수 있는 매우 활발한 전자 포럼입니다. 여기서 검색하면 실제 사용자가 테스트한 설계를 찾을 수도 있습니다.
    • 스택 익스체인지 - 전기 공학 (Stack Exchange - Electrical Engineering): 특정 회로 설계 질문과 답변을 위한 훌륭한 자료입니다.
    • All About Circuits: 다양한 회로 예제와 함께 튜토리얼, 기사를 제공하는 웹사이트입니다.
  3. 대학/학술 자료 및 교과서:
    • 아날로그 전자공학 또는 혼합 신호 설계에 대한 많은 대학 강의 자료에는 DAC 회로, 레퍼런스 연결, Op-Amp 버퍼링의 고전적인 예제가 포함되어 있습니다.
    • 도서: "아날로그 전자공학(Analog Electronics)", "데이터 컨버터(Data Converters)", 또는 "정밀 아날로그 설계(Precision Analog Design)"에 대한 교과서를 찾아보세요. Sergio Franco, Adel S. Sedra, Kenneth C. Smith와 같은 저자들이 좋은 시작점입니다.
  4. 레퍼런스 설계 라이브러리:
    • 많은 제조업체에서 특정 애플리케이션을 위한 회로도, BOM(자재 명세서) 및 PCB 레이아웃까지 포함하는 완전한 "레퍼런스 설계"를 제공합니다. 이러한 자료는 간단한 적용 회로보다 훨씬 더 상세한 경우가 많습니다.
      • ADI 및 TI 웹사이트에서 "Precision DAC Reference Design" 또는 "High-Accuracy Voltage Output"을 검색해 보세요.

사용할 수 있는 특정 검색어:

이러한 플랫폼에서 검색할 때 다음 용어들을 조합하여 사용하십시오:

  • "정밀 DAC 회로" (Precision DAC circuit)
  • "전압 레퍼런스 DAC 회로도" (Voltage reference DAC schematic)
  • "외부 레퍼런스 DAC 회로" (External reference DAC circuit)
  • "DAC 출력 버퍼 회로" (DAC output buffer circuit)
  • "고정밀 5V DAC" (High accuracy 5V DAC)
  • "ADR4550 응용 회로" (ADR4550 application circuit)
  • "GP8413 회로도" (GP8413 schematic) (GP8413 모듈은 핀아웃 이상의 상세한 회로도가 제한적일 수 있지만, 가능하다면 모듈 내부의 DAC IC에 대한 전체 데이터시트를 확인하는 것이 더 자세한 회로 정보를 얻는 데 유용할 수 있습니다.)

예시 검색 전략:

  1. analog.com (아나로그 디바이스)으로 이동합니다.
  2. "AD5791 datasheet" 또는 "AD5062 datasheet"를 검색합니다. 데이터시트를 엽니다.
  3. "Typical Application Circuit" 섹션으로 스크롤합니다. DAC, 레퍼런스 연결, 그리고 잠재적으로 출력 버퍼가 표시된 것을 자주 볼 수 있습니다.
  4. 다음으로, "ADR4550 datasheet"를 검색하여 정밀 5V를 생성하기 위한 일반적인 연결 방법을 확인합니다.

전압 레퍼런스 데이터시트에서 사용 방법을 확인하고, DAC 데이터시트에서 레퍼런스 연결 및 출력 버퍼링 방법을 확인하는 정보를 조합하면 제가 설명드린 회로를 구성하고 적용하는 데 필요한 정보를 얻을 수 있을 것입니다.

프로젝트에 행운을 빕니다!

 

 

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/adr4520-4525-4530-4533-4540-4550.pdf

 

 

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더욱 좋은 정보를 제공하겠습니다.~ ^^

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