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양자통신 및 정밀 광제어 시스템 에서의 ADC, DAC

 

양자통신 및 정밀 광제어 시스템 에서의 ADC, DAC 

✅ ADC와 DAC의 역할: 양자통신 및 정밀 광제어 시스템 관점에서 설명


🔷 1. 기본 정의

용어 풀네임 기본 기능

ADC Analog-to-Digital Converter 아날로그 신호(전압/전류)를 디지털 값으로 변환
DAC Digital-to-Analog Converter 디지털 값을 아날로그 신호(전압/전류)로 변환

🔷 2. 양자통신 및 VCSEL 제어 회로에서의 역할

✅ DAC (Digital-to-Analog Converter)

📌 역할 요약:

  • 디지털 제어값 → 아날로그 전류/전압 → VCSEL 또는 레이저 구동
  • VCSEL의 광 출력, 펄스 세기, 위상 제어 등 아날로그 특성 조절에 필수

📘 구체적 용도:

적용 영역 DAC 역할

VCSEL 제어 레이저에 인가되는 바이어스 전류 또는 펄스 크기를 정밀하게 조절
위상 변조기(EOM) 디지털 제어에 따라 위상 오프셋 전압 출력
펄스 폭/세기 제어 시간 트리거에 맞춰 정확한 펄스 폭 조절

🛠️ 기술 예시:

  • "펄스폭 200ps, 진폭 2V"로 레이저를 켜기 위해:
    → DAC이 고속으로 아날로그 전압을 출력하여 VCSEL을 제어

✅ ADC (Analog-to-Digital Converter)

📌 역할 요약:

  • 센서나 수신기에서 들어오는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환
  • 실시간 상태 피드백, 보정 루프, 온도 감지 등에서 사용

📘 구체적 용도:

적용 영역 ADC 역할

VCSEL 광 출력 피드백 출력 전류 또는 광센서 전압 측정 → 전력 조절
온도 센서 연동 온도 변화 감지 → 열에 따른 VCSEL 동작 특성 보정
SPD/수신 신호 측정 아날로그 신호의 강도 측정 → 신뢰도 분석, 에러율 계산
광 경로 보정 회로 반사광 또는 위상 신호의 크기 측정 → 자동 정렬, 보정

🛠️ 기술 예시:

  • 광 출력이 온도 변화로 감소했을 때: → ADC가 출력 전압 감소를 인식 → 제어 시스템이 DAC 값을 증가시켜 광 출력 회복

🔷 3. ADC/DAC 피드백 루프 예시

[ 디지털 제어값 ]
        ▼
      DAC ──▶ VCSEL 드라이버 ──▶ 광자 방출
                                │
                        [ 광 출력 모니터 ]
                                ▼
                              센서 (PD, 온도센서)
                                ▼
                              ADC
                                ▼
                [ 디지털 제어기: PID 보정, AI 보정 ]
                                └─▶ 다시 DAC에 피드백

✅ 요약 비교

항목 ADC DAC

변환 방향 아날로그 → 디지털 디지털 → 아날로그
대표 사용처 센서 신호 수집, 온도 모니터링 VCSEL 구동, 위상 변조
양자통신 적용 SPD 출력, 온도 보정 광 출력 제어, 시간 펄스 생성
회로 통합 시 상태 감지 및 피드백 루프 구성 정밀 제어 신호 출력

필요하시면:

  • FPGA나 MCU 기반 ADC/DAC 인터페이스 예제
  • 12bit vs 16bit 정밀도 비교
  • 고속 DAC(>1GS/s)와 저속 DAC의 사용 시점

등도 이어서 설명드릴 수 있습니다.