12bit vs 16bit 정밀도 ADC, DAC

다음은 **ADC/DAC 정밀도 비교(12bit vs 16bit)**와 고속 DAC(>1GS/s) vs 저속 DAC의 사용 시점에 대한 기술적이고 실용적인 설명입니다. 양자통신, VCSEL 제어, LiDAR, 고속 아날로그 회로, 센서 계측 분야를 중심으로 비교 분석합니다.

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✅ 1. 12bit vs 16bit 정밀도 비교

🔷 기본 개념

• **비트 수(bit resolution)**는 디지털 값으로 아날로그 신호를 표현할 수 있는 단계 수를 의미
• 비트 수가 높을수록 더 미세한 아날로그 값을 표현 가능

해상도 단계 수 (2ⁿ) LSB (1V 기준)

12bit	4,096	약 244 µV
16bit	65,536	약 15.3 µV

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🔷 정밀도 비교 포인트

항목 12bit DAC/ADC 16bit DAC/ADC

분해능	상대적으로 낮음	약 16배 더 세밀함
속도	일반적으로 빠름	동일한 샘플링 속도에서 더 복잡
노이즈에 대한 민감도	낮음	높음 (회로 설계 정밀도 필요)
보정 성능	중간 수준	고정밀 온도/위상/전압 보정 가능
용도	중간 정밀 센서, 광출력 제어	고정밀 계측, 고해상도 파형 생성

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🔷 사용 권장 예시

용도 12bit 적합 16bit 적합

VCSEL 바이어스 전류 제어	O (정밀한 전류 제어 불필요 시)	O (파장/출력 안정화 필요 시)
센서 신호 측정	O (온도, 압력 등)	O (광센서 출력, 바이오신호)
양자통신 위상 보정	△	◎ (정밀 위상 오프셋 보정 필요)
오디오 DAC, PLL 튜닝	O	X (오버스펙)
레이저 파형 정밀 조절	△	◎ (레이저 세기 또는 펄스 폭 보정)

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✅ 2. 고속 DAC(>1GS/s) vs 저속 DAC

🔷 기본 개념

• DAC 속도는 초당 샘플링 횟수(GS/s = GigaSamples per second)로 표현됨
• 1GS/s = 1ns 간격으로 아날로그 출력을 갱신할 수 있음

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🔷 비교 분석

항목 고속 DAC (>1GS/s) 저속 DAC (<10MS/s)

출력 주파수 대역	수백 MHz ~ GHz	수 kHz ~ 수 MHz
펄스 생성/변조	초고속 펄스 (수 ns 이하) 가능	느린 스텝형 파형 또는 정전압
타이밍 제어 정밀도	매우 우수 (ns 단위 펄스 가능)	제한적
회로 설계 복잡도	고속 클럭, 고주파 PCB 요구	간단한 MCU 기반 가능
소모 전력	높음	낮음
가격/난이도	고가/고난이도	저가/저난이도

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🔷 사용 시점 비교

용도 고속 DAC (권장) 저속 DAC (권장)

양자통신 트리거 펄스 생성	◎ (ns 단위 펄스 정밀 생성)	X
VCSEL 파형변조(AM/FM/PM)	◎	△ (단순 오프셋 제어 시만)
LiDAR 신호 출력 변조	◎	△
온도 보정 전압 인가	X	◎
바이어스 제어 (정전압)	X	◎
아날로그 제어 루프 (저속 피드백)	△	◎
초정밀 RF/광 통신	◎	X

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🔷 정리 요약

구분 12bit 16bit 고속 DAC 저속 DAC

분해능	중간	매우 높음	보통~중간	보통~높음
속도	빠름	상대적으로 느림	ns 단위	μs~ms 단위
대표 용도	일반 센서, 중간 보정	정밀 제어, 광학/의료	펄스 생성, QKD	온도 보정, 바이어스

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필요하시면 고속 DAC 사용을 위한 FPGA 연동 회로 설계, 고속 DAC 칩 추천 목록 (예: AD9739A, DAC38RF80 등), 신호 무결성 고려사항 등도 이어서 제공해 드릴 수 있습니다.