ADC와 DAC을 결합한 폐루프 온도 보정 시스템

아래는 디지털 온도값을 이용하여 DAC을 통해 VCSEL 광 출력 또는 위상 보정에 반영하는 방식으로 ADC–DAC 피드백 루프를 포함한 구조를 온도 보정 루프 중심으로 재작성한 설명입니다.

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🔷 디지털 온도값 기반 DAC 제어 보정 회로 설명

✅ 목적:

온도 변화에 따라 VCSEL의 출력 광 세기, 중심 파장, 위상 변조 특성이 변화하므로, 이를 실시간으로 감지하고 보정하기 위해 ADC와 DAC을 결합한 폐루프 온도 보정 시스템을 구성합니다.

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✅ 회로 및 시스템 구성 흐름

[ 온도 센서 (Thermistor, RTD 등) ]
        │ (아날로그 온도 전압)
        ▼
      ADC  ─────────┐
     (디지털 온도값)│
                    ▼
         [ 온도 보정 알고리즘 ]
       (Look-Up Table, 보간법, PID 등)
                    │
     ┌──────────────┘
     ▼
   DAC
  (아날로그 보정 전압 또는 전류 출력)
     ▼
[ VCSEL 드라이버 / 위상 변조기 ]
     ▼
[ 광 출력 조절 또는 위상 오프셋 보정 ]

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🔷 각 구성요소 역할 상세

구성 요소 설명

온도 센서	실시간 온도를 아날로그 전압으로 출력 (예: 10mV/°C)
ADC	온도 전압을 디지털 값으로 샘플링하여 제어 시스템에 전달
보정 알고리즘	미리 정의된 VCSEL 보정 데이터 (온도-보정 전류 맵)을 기반으로 적절한 보정값 계산
DAC	보정된 디지털 값을 고속 아날로그 전류/전압으로 변환하여 VCSEL에 인가
VCSEL 드라이버	DAC 출력을 기반으로 레이저 출력 전류/전압을 조정
광자 출력	안정적인 광 출력, 중심 파장 유지, 위상 변동 최소화

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✅ 동작 시나리오 예

1. 온도가 상승함 → VCSEL 파장 이동 발생
2. 센서가 온도 변화 감지 → ADC가 디지털 온도값 생성
3. MCU/FPGA가 LUT 또는 알고리즘 기반으로 보정 전류 계산
4. DAC가 해당 보정 전류를 출력
5. VCSEL 바이어스 전류 보정 → 출력 광 안정화

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✅ 실제 응용 예시

응용 분야 활용 방식

양자통신 송신기	광자 위상 안정화를 위한 VCSEL 온도 보정
LiDAR 센서	거리 정확도 유지 위한 VCSEL 온도 보정
의료 바이오센서	LED/VCSEL 기반 생체 측정 정확도 향상
ToF 카메라	거리 해상도 저하 방지를 위한 파장 안정화

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✅ 요약

항목 설명

ADC	실시간 온도를 디지털 값으로 추출
디지털 온도값	LUT 또는 알고리즘 기반 보정 인자 계산에 활용
DAC	계산된 보정값을 VCSEL에 인가할 전류/전압으로 출력
결과	광 출력, 파장, 위상 등 온도에 민감한 요소를 실시간 보정 가능

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필요하시면 온도 보정용 LUT 설계 방식, PID 보정 루프 수식, DAC/ADC 인터페이스 코드 예제(FPGA 또는 MCU용)도 추가 제공 가능합니다.