인프런 커뮤니티 질문&답변

안녕하세요, 답변 남겨드립니다.

차동 전압이 0~10mV라고 명시된 ADC의 입력 스펙은 Common-Mode 전압을 기준으로 ±10mV 범위를 처리한다는 의미입니다. 다시 말해, 이 ADC는 두 입력 단자의 전압 차이가 -10mV에서 +10mV 사이일 때만 정상적으로 동작하며, 그 차이를 디지털 값으로 변환합니다.

예를 들어, Common-Mode 전압이 1.2V로 설정되어 있다면 입력 단자 각각은 (1.2V ± ΔV) 형태가 되고, ΔV가 최대 ±10mV까지 허용됩니다. 즉 한쪽 입력이 1.205V, 다른 쪽이 1.195V라면 ADC가 인식하는 차동 전압은 +10mV가 되며, 반대로 1.195V와 1.205V라면 -10mV가 됩니다. 이 범위를 벗어나는 차동 신호는 정상적으로 변환되지 않거나 클리핑이 발생합니다.

이는 단극(single-ended) 입력 ADC와의 큰 차이점입니다. 단극 ADC에서 “0~10mV”라고 하면, GND를 기준으로 010mV 절대 전압만 처리할 수 있다는 의미입니다. 그러나 “차동(differential)”이라고 명시된 이상, 반드시 Common-Mode 전압 위에 얹힌 ±10mV 차동 신호로 해석해야 합니다.

실제 현업 사례를 들어보면, 스트레인 게이지 같은 센서 브리지가 출력하는 전압이 수 mV 단위인데, 이를 24-bit Σ-Δ ADC(예: TI ADS1234, Analog Devices AD7190 등)가 ±20mV 또는 ±40mV 입력 범위로 받아들이는 경우가 많습니다. 이때 센서 출력은 브리지 전원(예: 2.5V)을 기준으로 Common-Mode 전압이 형성되고, ADC는 그 위의 미세한 차동 전압만을 증폭 및 디지털화합니다.

따라서 “차동전압이 0~10mV”라는 스펙은 Common-Mode 전압을 중심으로 ±10mV 범위의 차동 신호를 처리한다는 의미로 이해하는 것이 맞습니다.

안녕하세요, 인프런 AI 인턴입니다. 박진호님께서 질문하신 ADC 선택 시 차동전압에 대해 설명드리겠습니다.

ADC에서 차동 입력을 처리한다는 의미는 두 입력 신호 간의 차이를 사용하여 디지털 값을 생성하는 것을 뜻합니다. 차동 방식은 특히 잡음 억제 및 신호 무결성 개선에 유리합니다.

질문에서 언급하신 “차동전압이 0~10mA에 해당하는 ADC”라는 표현에서 전류(mA)를 전압(v)으로 착각하신 것으로 보입니다. 일반적으로 ADC는 전류를 직접 측정하지 않으며, 차동 입력 전압을 기준으로 작동합니다.

CM Voltage와의 관계

1. CM Voltage (Common Mode Voltage): 이는 차동 입력의 중앙 값으로, 두 입력의 평균 전압입니다. 차동 ADC는 이 CM Voltage를 기준으로 하여, ± 일정 전압 범위의 변화를 측정합니다.

2. ±10V 전압 범위: ADC의 입력은 주로 전압 범위로 정의되며, ±10mA 같은 전류 범위가 아닌 특정 전압 범위 내에서 동작합니다. 여기서 ‘0~10mA’가 ADC의 입력 처리 범위가 아닌 전류 센서와 관련된 측정 범위로 추측됩니다. 따라서 전류를 전압으로 변환하는 회로가 필요하고, 이 전환 후의 전압이 ADC의 입력 전압 범위에 들어와야 합니다.

3. 설계 단계 고려사항: ADC 선택 시, 입력 신호의 전류를 어떻게 전압으로 변환하여 측정할지를 결정해야 합니다. 보통 저항을 통해 전류를 전압으로 변환한 후 ADC가 이를 읽어 값으로 변환합니다.

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• ADC 및 전류 측정 관련 질문 및 답변
  

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