분야
hwp2. 디지털과 아날로그에 대한 개념정리
2.1 디지털과 아날로그의 차이
2.2 디지털의 장점과 단점
3. 디지털 전원부의 등장 이유
4. 디지털과 아날로그 동작 방식의 차이
4.1 메인보드 전원부의 동작 원리
4.2 디지털과 아날로그 전원부의 동작 방식 차이
5. 아날로그와 디지털 전원부의 비교
5.1 아날로그에 대응되는 디지털 전원부의 각 소자 구성
5.2 Switching Regulator, MOSFET Driver, MOSFET
5.3 디지털 전원부에만 있는 오실레이터(Oscillator)
5.4 인덕터(Inductor), 캐패시터(Capacitor, Condensor)
6. 디지털 전원부의 Phase 구분 방법
6.1 아날로그 전원부의 Phase 구분 방법
6.2 디지털 전원부의 Phase 구분 방법
7. 결 론
7.1 디지털 전원부는 효율성을 높일 수 있다!
7.2 디지털 전원부의 도입은 피할 수 없다!
디지털의 가장 좋은 점은 무엇일까? 그것은 아마도 아날로그에서 정확하게 표현하지 못하는 수치를 이용하여 정확한 표현과 전송이 가능하고 오랜 사용에도 손실이 상대적으로 적다는 것이다.
데이터를 전송할 때를 생각해보자. 아날로그의 경우 데이터를 전송할 때 있는 그대로를 전송하기 때문에 데이터의 정확도는 완벽하지만, 전달받는 사람에 따라서 노이즈 기계의 동작을 방해하는 전기신호
와 같은 불필요한 부분을 포함할 수 있다. 또한 아날로그 데이터는 전송과정에서 상쇄되어 손실되는 데이터로, 송수신이 지속적으로 반복될 경우 처음의 데이터를 유지하기가 어렵다.
그러나, 디지털은 데이터 하나하나를 일종의 프로토콜로 통해 숫자 Yes or No
로 전송하므로, 송수신이 여러 번 반복되어도 데이터의 손실률은 0%에 가까워 신뢰성이 높다. 이것이 디지털이 가진 가장 큰 장점이다. 이 부분은 디지털이 데이터를 아날로그 데이터 그대로 전송하지 않고 수치화하여 기록 및 전송이 이루어지기 때문에 가능해진 부분이다.
또, 사용에 있어 디지털은 아날로그와 비교하여 노후에 따른 손실이 0%에 가깝다는 장점을 가진다. 일반적으로 아날로그 부품은 오래 사용하면 미세한 오차를 일으켜 정확한 값을 감지하기 어려워지고 이러한 결과 신뢰성을 떨어뜨리게 된다.
그 외에도 소프트웨어를 통한 업그레이드가 가능하기 때문에 시대에 맞게 업그레이드를 하여 장비의 유연성을 높이고 재사용에 의한 효율성을 높일 수 있다.
그러나, 디지털 처리가 앞서 살펴본 장점들을 가지고 있지만, 단점들 역시 가지게 된다. 무엇보다 가장 크게 볼 수 있는 부분은 바로 한정된 수치로 표현해야 하므로 원래의 데이터가 가진 것을 완벽하게 포함하지 못하게 되는 것이다. 이 부분은 샘플링 비율을 높이면 어느 정도 보상이 가능해진다고 하지만, 원래의 데이터를 완벽하게 구현할 수 없는 부분은 여전히 존재하게 된다.
3. 디지털 전원부가 등장하는 이유
지금까지도 아날로그 방식으로 제어되는 기기들이 많으며, 아날로그에 디지털 방식을 넣는 방법 역시 병행하여 사용되어 오다 점차 디지털 방식을 사용한 것들이 늘어나고 있다. 그렇다면, 디지털 방식을 도입한 이유는 무엇일까? 그것은 디지털 방식의 장점들에 기인한 것이다.
아날로그 방식의 장점은 얻어지는 것을 그대로 처리하여 디지털 방식에서 얻을 수 없는 것들을 얻을 수 있는 것이었다. 하지만, 실세 시스템에 도입할 경우 저항이나 캐패시터 콘덴서(Condenser)
등을 통해 처리되는 과정에서, 열잡음 주위 온도의 불안정성 등의 문제를 내포하기 때문에 일정수준 이상의 결과를 얻어내기가 어렵다.
그러나, 이를 디지털 방식으로 처리하게 되면, 소프트웨어 프로토콜(Protocol) : 컴퓨터 간에 정보를 주고받을 때의 통신방법에 대한 규칙과 약속
를 통해 컨트롤되어 간단히 변경이 가능하고 같은 회로 여러 개를 만들어도 동일한 특성을 가진 제품을 생산 할 수 있다. 반면, 아날로그는 특성에 민감하기 때문에 동일한 특성을 가진 제품을 생산하기는 어렵다. 이는 대량 생산 부분으로 보아도 디지털 방식이 유리하고 이는 결국 가격적인 부분에도 유리하다는 것을 의미한다. 또, 아날로그에서 필요했던 다양한 부품들을 디지털에서는 하나로 통합하여 동작이 가능하기 때문에 부품 사용에 따른 추가 가격 지출 부분도 디지털이 더 유리하게 작용된다.
또한, 온도 변화, 출력 전압 잡음 증가 등으로 인한 문제가 적고 디지털 인터페이스의 제공으로 제어 및 모니터링, 그리고 즉시 프로그래밍 가능 같은 다른 디지털 작업을
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