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ΔΣ ADC가 원치 않는 고주파 노이즈를 어떻게 똑똑하게 제거하는지 알고 계셨나요?
오늘날의 디지털 전자 기술에서 ΔΣ(델타-시그마) 변조 기술은 점차 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 주요 방법 중 하나가 되었습니다. 이 기술의 장점은 높은 효율성과 안정성, 특히 고주파 노이즈를 처리하는 능력에 있습니다. 이 기술이 불필요한 고주파 노이즈를 제거하는 데 어떻게 놀라운 효과를 발휘하는지 자세히 살펴보겠습니다.
ΔΣ 변조는 음의 피드백 루프를 통해 양자화를 수행하는데, 이 루프는 양자화 오류를 지속적으로 보정하고 양자화 잡음을 원래 신호 대역폭보다 높은 주파수로 이동시킵니다.
ΔΣ 변조 기술을 사용하는 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 주로 고주파에서 샘플링을 수행한 후, 디지털 필터를 거쳐 복조한 후 최종적으로 신호를 고비트 디지털 출력으로 변환합니다. 이 과정은 실제 응용 분야에서 ΔΣ ADC의 다재다능함을 보여줍니다. 고주파 노이즈를 제거해야 할 필요성을 처리할 뿐만 아니라 신호의 높은 정확도도 보장합니다.
기존 나이퀴스트 속도 ADC와 비교해 ΔΣ ADC가 사용하는 오버샘플링 기술은 신호의 타이밍 정확도를 크게 향상시킵니다. 이 기술은 디지털 구성 요소가 고속으로 작동할 수 있도록 하는데, 이는 특히 고정밀 전자 장치에서 매우 중요합니다. 오버샘플링을 통해 수집된 신호를 빠르게 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 불필요한 고주파 노이즈를 효과적으로 제거할 수도 있습니다.양자화 잡음의 모양과 분포를 통해 Cancelar는 기본 주파수의 주파수 범위 내에서 이를 최소화한 다음 저역 통과 필터로 쉽게 제거할 수 있습니다.
ΔΣ 변조는 신호를 표현하기 위해 고주파 펄스 밀도 변조(PDM)를 사용하는데, 각 펄스의 주파수 변화는 원래 아날로그 신호의 세기에 해당합니다. 이를 통해 신호를 재생성하는 과정이 비교적 간단해지며 펄스의 타이밍과 극성만 적절히 복원하면 됩니다. 이 과정에서 전송 시스템은 환경 소음 간섭으로 인한 신호 왜곡을 크게 줄이고 더 높은 신호 무결성을 유지할 수 있습니다.
ΔΣ 변조의 주요 장점 중 하나인 노이즈 셰이핑에 대해 자세히 살펴보겠습니다. 고차 ΔΣ 변조기를 사용하면 잡음을 주파수에 따라 재분배할 수 있어 저주파 신호보다 고주파 양자화 잡음을 더 쉽게 걸러낼 수 있습니다. 이를 통해 신호의 동적 범위가 향상될 뿐 아니라, 특히 오디오 및 데이터 전송 시스템에서 중요한 더 높은 신호 대 잡음비(SNR)가 보장됩니다.
ΔΣ ADC는 노이즈 쉐이핑을 통해 기저대역 신호의 무결성에 영향을 주지 않고 불필요한 고주파 노이즈를 현명하게 제거할 수 있습니다.
물론 ΔΣ ADC는 오디오 분야에만 국한되지 않습니다. 디지털 사운드 컨버터부터 고효율 전원 공급 시스템까지 다양한 기기에도 사용됩니다. 이 기술의 성공은 엔지니어가 잠재적인 응용 분야를 탐구하도록 계속 영감을 주고 있습니다. 일부 고급 응용 시나리오에서는 점점 더 많은 제품이 변환기의 전반적인 성능을 개선하기 위해 다중 비트 또는 고차 ΔΣ 변조기를 결합하기 시작했습니다.
과거에는 디지털 변환기가 고주파 노이즈 문제를 해결하기 위해 복잡한 아날로그 필터를 사용해야 했지만, 이제 ΔΣ ADC 기술이 발전하면서 이 과정이 매우 간단해졌습니다. 이를 통해 엔지니어는 완제품의 비용을 줄이는 동시에 전반적인 성능을 개선하고, 고품질 오디오 및 데이터 통신을 실현할 수 있습니다.
하지만 ΔΣ ADC의 많은 장점에도 불구하고 앞으로 디지털 신호의 품질과 효율성을 더욱 개선하기 위해 더욱 진보된 기술이 등장할 것으로 기대할 수 있을까요?
