MCP6004대체 LM324 사용 전압강하

MCP6004 대체로 LM324를 사용하여 브레드보드에 지난 76회차 작업형을 조립해 봤다.
카운트는 이상이 없는데 D/A(가산증폭)변환부 전단의 출력전압이 낮아 D/A(가산증폭)변환부 최종출력전압이 15카운트 경우 15V가 아닌 11.2V로 낮은 현상이 발생했다. 회로부를 생략하고 카운터 출력신호를 직접입력해도 비슷하다.
부품수배가 안되어 임시로 사용하기로 했다.
IC부품은 특성이 매우 다르니 실제 회로설계하는 경우는 데이터 시트를 참조해야 실수가 없게 된다.  

MCP6004 IC를 LM324로 대체했을 때 DA 변환기 출력 전압이 낮아지는 원인은 몇 가지가 있을 수 있습니다. 다음은 주요 원인과 해결 방법에 대한 설명입니다.
1. 레일-투-레일(Rail-to-Rail) 특성 차이:
* MCP6004: 레일-투-레일 연산 증폭기로, 입력 및 출력 전압이 전원 전압 범위에 가깝게 동작합니다. 즉, 0V에서 Vcc까지 넓은 범위의 전압을 처리할 수 있습니다.
* LM324: 레일-투-레일 특성이 없으며, 출력 전압 범위가 제한적입니다. 특히, 낮은 전원 전압에서 출력 전압 범위가 좁아집니다. 일반적으로 LM324의 출력은 Vcc보다 약 1.5V 낮고, 접지 전압보다 약간 높습니다.
* 결과: DA 변환기의 출력 전압 범위가 MCP6004를 사용할 때보다 좁아져서, 원하는 최대 전압을 얻지 못할 수 있습니다.
2. 입력 바이어스 전류 및 오프셋 전압:
* LM324: MCP6004에 비해 입력 바이어스 전류와 오프셋 전압이 클 수 있습니다. 이는 DA 변환기 출력에 오차를 발생시키고, 출력 전압을 낮추는 원인이 될 수 있습니다.
* 해결 방법: 오프셋 전압 보정 회로를 추가하거나, 더 정밀한 연산 증폭기를 사용하는 것이 좋습니다.
3. 슬루율(Slew Rate) 및 대역폭:
* LM324: MCP6004에 비해 슬루율과 대역폭이 낮습니다. 이는 DA 변환기의 출력 변화 속도를 제한하고, 고주파 신호의 경우 출력 전압을 감소시킬 수 있습니다.
* 해결 방법: DA 변환기의 출력 변화 속도가 빠르거나 고주파 신호를 다루는 경우, 슬루율과 대역폭이 더 높은 연산 증폭기를 사용하는 것이 좋습니다.
4. 전원 전압:
* LM324: 낮은 전원 전압에서 동작 시 출력 전압 범위가 더욱 제한됩니다. DA 변환기의 전원 전압과 LM324의 전원 전압을 확인하고, 필요한 출력 전압 범위를 충족하는지 확인해야 합니다.
* 해결 방법: 전원 전압을 높이거나, 낮은 전원 전압에서도 레일-투-레일 특성을 제공하는 연산 증폭기를 사용하는 것이 좋습니다.
5. 회로 구성:
* DA 변환기 회로 구성에 따라 LM324의 특성이 영향을 줄 수 있습니다. 특히, 증폭 회로의 경우 LM324의 출력 전압 범위 제한이 더 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
* 해결 방법: 회로 구성을 검토하고, LM324의 특성을 고려하여 회로를 수정하거나, 다른 연산 증폭기를 사용하는 것이 좋습니다.
해결 방법 요약:
* 레일-투-레일 특성을 가진 연산 증폭기(예: MCP6004와 유사한 특성의 다른 IC)로 교체합니다.
* 오프셋 전압 보정 회로를 추가합니다.
* 전원 전압을 높입니다.
* DA컨버터 회로의 연산증폭기 사용과 관련된 회로를 재검토후에 회로를 수정합니다.
위의 원인들을 종합적으로 고려하여 문제 해결에 접근하는 것이 중요합니다.