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ADCとは何か

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フィールド: 百科事典
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ADCとは何か?

アナログデジタル変換器の定義

アナログデジタル変換器(ADC)は、連続的なアナログ信号を離散的なデジタル信号に変換する装置です。 

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 ADCプロセス

  • サンプリングとホールド

  • 量子化と符号化

サンプリングとホールド

サンプリングとホールド(S/H)では、連続的な信号が短時間にわたってサンプリングされ、安定した状態で保持されます。これにより、入力信号の変動が変換精度に影響を与えることが防げます。最低サンプリングレートは、入力信号の最大周波数の2倍以上である必要があります。

量子化と符号化

量子化を理解するためには、まずADCで使用される解像度という用語について説明します。これは、デジタル出力に変化をもたらす最小のアナログ信号の変化を表します。実際には、これが量子化エラーを表しています。

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V → 参照電圧範囲

2N → 状態数

N → デジタル出力のビット数

量子化は、参照信号をいくつかの離散レベルまたは量子に分割し、入力信号を正しいレベルに合わせるプロセスです。

符号化は、各離散レベル(量子)に一意のデジタルコードを割り当てます。量子化と符号化のプロセスは以下の表に示されています。

上記の表から、ある区間の電圧全体を表現するために1つのデジタル値のみが使用されることを観察できます。したがって、エラーが発生し、これを量子化エラーと呼びます。これは量子化プロセスによって導入されるノイズです。ここでの最大量子化エラーは

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ADCの精度向上

ADCの精度を向上させるために、一般的には解像度の増加とサンプリングレートの増加の2つの方法が使用されます。これは以下の図(図3)に示されています。

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ADCの種類と応用

逐次近似型ADC:この変換器は、各ステップで入力信号と内部DACの出力を比較します。最も高価なタイプです。

二重傾斜型ADC:高い精度を持ちますが、動作が非常に遅いです。

パイプライン型ADC:2段階フラッシュADCと同じです。

デルタシグマ型ADC:高い解像度を持ちますが、オーバーサンプリングにより動作が遅いです。

フラッシュ型ADC:最も高速なADCですが、非常に高価です。

その他のタイプ:階段ラムプ、電圧-周波数変換、スイッチドキャパシタ、トラッキング、チャージバランス、およびリゾルバ。

ADCの応用

  • トランザクタとともに使用される。

  • コンピュータでアナログ信号をデジタル信号に変換するために使用される。

  • 携帯電話で使用される。

  • マイクロコントローラで使用される。

  • デジタル信号処理で使用される。

  • デジタルストレージオシロスコープで使用される。

  • 科学機器で使用される。

  • 音楽再生技術などでも使用される。

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