학습 문서 전체 목차

회로를 1부터 배워서, 마지막에는 신호 측정 시스템을 직접 설계할 수 있게 되는 것이 목표입니다.


읽는 방법

  • 순서대로 읽는 것을 권합니다. 뒤 장은 앞 장의 계산을 그대로 씁니다.

  • 각 장은 항상 같은 구조입니다:

    절내용
    개념 · 수식 유도공식을 던지지 않고 어디서 나왔는지 유도합니다
    계산 예제실제 숫자를 넣어 풉니다
    시뮬레이션으로 확인examples/의 실제 파일로 손계산과 대조합니다
    ⚖️ 부품 트레이드오프이 부품을 붙이면 뭐가 좋아지고 뭐가 나빠지는지
    🔌 실제 쓰임새실제 측정 시스템 어느 블록에 들어가는지
    ⚠️ 이상과 실제의 차이이 장의 이상적 모델이 깨지는 지점
    연습문제풀이는 접혀 있습니다
  • 급하면 16장부터 보셔도 됩니다. 16장은 필요한 앞 장을 링크로 가리킵니다.

  • 본문에 점선 밑줄이 그어진 말은 개념 카드입니다. 모르면 그 자리에서 눌러 한 줄 정의를 보고, 더 필요하면 카드 안의 링크로 해당 레슨에 갑니다. 아는 말이면 그냥 지나가면 됩니다.


A. 기초 이론

0장. 시작하기 전에

01 학습 순서와 준비물무엇을 어떤 순서로, 어떤 장비를 사서
02 전하·전압·전류·저항물리적으로 무슨 일이 일어나는가
03 단위와 SI 접두어m·µ·n·p·k·M, 유효숫자, 자주 하는 실수
04 회로도 읽는 법기호, 넷, 참조 지정자(reference designator)
05 접지와 기준점“전압은 언제나 상대값”이라는 것의 의미

1장. 직류 회로의 기본

01 옴의 법칙
02 전력·에너지·정격저항이 타는 조건을 계산한다
03 직렬과 병렬
04 분압기와 분류기부하가 걸리면 왜 무너지는가
05 실제 저항 고르기컬러코드, E24, 오차, 온도계수

2장. 회로 해석법

3장. 커패시터와 인덕터

01 커패시터의 원리
02 RC 과도응답과 시정수
03 인덕터와 RL 회로
04 실제 커패시터 고르기C0G·X7R·전해·탄탈, DC 바이어스로 용량이 반토막 나는 문제
05 RLC 과도응답링잉의 정체 — 에너지가 두 곳을 왕복하는 소리

4장. 교류와 주파수 영역

01 정현파와 RMS
02 페이저와 복소 임피던스
03 주파수 응답과 필터LPF·HPF·BPF, 차단주파수(cutoff frequency)
04 dB와 보드선도
05 공진과 Q
06 s영역과 전달함수라플라스, 극점(pole)·영점(zero) — 뒤 장의 안정성 논의가 전부 여기서 나옵니다
07 2차 시스템감쇠비 ζ, 오버슈트·정착 시간의 유도
08 필터 근사버터워스·베셀·체비셰프 — ζ 하나가 다를 뿐, 군지연과 파형 보존

B. 소자와 블록

5장. 다이오드

01 PN 접합과 I-V 특성
02 정류회로와 리플
03 제너 다이오드
04 LED와 전류제한 저항
05 보호용 다이오드플라이백, 쇼트키, TVS
06 반도체 물성밴드갭·확산·드리프트 — 26 mV 와 −2 mV/°C 가 어디서 나오는가

6장. 트랜지스터

01 BJT의 동작 영역
02 BJT 스위치 설계베이스 저항 계산
03 이미터 공통 증폭기바이어싱과 이득
04 밀러 효과와 기생 용량대역폭(bandwidth)이 왜 떨어지는가
05 MOSFET 기초Vth, Rds(on), Qg
06 소스 팔로워이득 1인데 왜 쓰는가 — 임피던스(impedance) 변환
07 전력 스위칭과 발열
08 소신호 모델과 gm/ID하이브리드π, 차동쌍. 전력 예산이 여기서 나옵니다

7장. OP앰프

01 이상적 OP앰프와 가상 단락
02 반전·비반전·버퍼
03 차동 증폭기와 계측 증폭기
04 비교기와 히스테리시스
05 액티브 필터
06 실제 OP앰프의 한계GBW, 슬루레이트(slew rate), 옵셋, 바이어스 전류, 잡음밀도
07 용량성 부하와 발진
08 루프 이득T=AβT = A\beta. 왜곡·임피던스·오차가 전부 (1+T)(1+T) 로 나눠집니다
09 안정성 — 나이퀴스트와 이득 여유발진 조건, 루프를 끊고 주입해 실측하는 법

8장. 전원 회로

01 전원과 접지 개념 정리
02 리니어 레귤레이터와 LDO드롭아웃(dropout), 발열 계산
03 스위칭 레귤레이터 개요벅·부스트
04 디커플링 커패시터왜, 어디에, 얼마나
05 전원 보호역전압, 퓨즈, TVS
06 저잡음 전원과 PSRR측정 시스템의 바닥 성능을 정하는 것
07 삼상과 역률순시 전력이 일정한 유일한 구조. 역률은 위상보다 왜곡
08 SMPS 동작 모드CCM/DCM, 동기 정류. 리플 비율 0.3~0.4 의 근거
09 SMPS 루프 보상ESR 영점·우반면 영점. 세라믹으로 바꿨더니 발진하는 이유

9장. 디지털 회로

10장. MCU 인터페이싱

01 GPIO 입출력
02 버튼과 디바운싱
03 ADC 입력 설계소스 임피던스, 샘플링 커패시터(sampling capacitor), 획득 시간
04 안티에일리어싱
05 PWM과 구동
06 통신의 전기적 관점I2C 풀업(pull-up) 계산 등
07 ADC 의 실제 한계ENOB·지터·노이즈 셰이핑. 16비트가 16비트인 적은 없습니다
08 DAC — 구조와 글리치R-2R·ΔΣ·PWM. 정확도는 정합이, 파형은 글리치가 정합니다

C. 실제 회로가 이상과 다른 이유

여기부터가 “실제로 만들 수 있는가”를 가르는 부분입니다.

11장. 기생 성분

12장. 노이즈와 신호 무결성

01 노이즈의 종류열잡음(thermal noise)·샷·1/f·EMI
02 SNR과 입력환산잡음
03 그라운드 — 바운스와 루프
04 커플링과 크로스토크용량성·유도성
05 리턴 패스와 루프 면적
06 차폐·가드링·드리븐 실드
07 차동 신호와 CMRR
08 60Hz 픽업 대책
09 잡음 지수와 최적 소스 임피던스NF 유도, 소자를 고르는 기준을 최소화로 직접 구합니다
10 절연광·용량·자기 절연, 절연 전원이 없으면 절연이 아닙니다, 누설 전류와 안전

13장. 신호 증폭 체인 설계

01 신호원부터 ADC까지
02 게인 배분과 노이즈 예산첫 단이 노이즈를 지배하는 이유
03 입력 임피던스와 로딩
04 대역폭 제약과 안정성GBW, 위상 여유(phase margin)
05 DC 오프셋 제거AC 커플링 vs DC 서보
06 안티에일리어싱 필터 설계
07 락인 검출 개요
08 기준전압정확도의 상한. 밴드갭 vs 매몰 제너, ppm/°C 를 실제 오차로, 비율 측정
09 교정2점 교정, 자기 교정 경로, 무엇을 교정으로 못 지우나
10 브리지·RTD·열전대휘트스톤 감도, 3선·4선, 냉접점 보상, 자기 발열
11 디지털 필터링이동평균·CIC·IIR, 오버샘플링, 하드웨어와 디지털의 분담

D. 실제 제작

14장. 측정과 디버깅

15장. PCB 설계


E. 실전 — 신호 측정 시스템

16장. 케이스 스터디

★ 00 측정 회로 설계 방법론어떤 측정 대상이든 적용하는 8단계 절차
★ 01 액티브 어레이 리드아웃이중 트랜지스터(transistor) 멀티플렉스 소스 팔로워(source follower) — 각 구조가 왜 필요한지 계산으로 유도
02 아날로그 프론트엔드 3종TIA · 계측 증폭기(instrumentation amplifier) · 온도
03 저잡음 전원
04 MCU/DAQ 인터페이스
05 액추에이터 간섭측정을 망치는 실제 사례

18장. 설계 실무

★ 00 빈 화면에서 시작하는 법16장이 계산이라면 이건 그리는 순서 — 경계에 적는 세 숫자
01 값을 정하는 순서비를 먼저, 절대값을 나중에. 반올림하면 무엇이 깨지는가
★ 02 전극에서 ADC까지처음부터 끝까지 한 번에 — 되돌아간 지점까지 그대로
03 EasyEDA로 그리기넷 이름·주석·DNP 자리, ERC 가 못 잡는 것
04 보드를 켜는 순서전류 제한부터. 안 되면 이등분해서 찾는다

F. 도구

17장. 워크플로


조회용 자료

부품 플레이북부품별 “붙이면 뭐가 좋아지고 뭐가 나빠지나” 총정리
노이즈 예산 계산 시트설계 전에 가능/불가능을 판정하는 작업용 시트
설계 공식 모음
한영 용어집

예제 회로

각 장에 실린 회로는 전부 실행 가능한 파일로 examples/에 있습니다 (100개 이상).

spec/circuit-format.md포맷 규범 명세 — 부품 타입·핀 이름·값 표기·expect 문법
schema/circuit.schema.jsonJSON Schema — 에디터 자동완성과 검증
tools/check_docs.py문서·예제 일관성 검사
pip install pyyaml jsonschema
python3 tools/check_docs.py

링크, 예제 존재 여부, 스키마 적합성, 핀 이름, 미결선 핀, 문서 속 YAML과 예제 파일의 일치까지 검사합니다. 문서만 고치고 예제를 안 고치는 일(그 반대도)이 생기지 않게 하는 장치입니다.