ADC

意味

アナログ-デジタルコンバータ(別名ADCまたはA/Dコンバータ)は、現実の信号(温度、圧力、加速度、速度など)を測定し、それをその信号のデジタル表現に変換する電子回路である。

ADCはどのように動作するか？

ADCは、アナログ入力電圧のサンプル(サンプル/ホールド回路を使用して作成)を既知のリファレンス電圧と比較した後、このアナログ入力のデジタル表現を作成する。ADCの出力はデジタル二進符号である。

本質的に、ADCは量子化エラーを発生させ、これは簡単に言うと失われた情報である。このエラーは、連続的なアナログ信号には無限の数の電圧があるのに対し、ADCのデジタル符号には有限の数しかないために発生する。そのため、ADCが分解可能なデジタル符号が多いほど、より高い分解能を備えることになり、量子化エラーで失われる情報が少なくなる。

A/D変換では、ナイキストの原理(ナイキスト-シャノンのサンプリング定理から導かれるもの)によって、信号を高精度で再現可能にするためには、変換するアナログ信号の最大帯域幅の少なくとも2倍でサンプリングを行う必要があるとされる。信号の最大帯域幅(サンプリングレートの半分)は、一般にナイキスト周波数(またはシャノンのサンプリング周波数)と呼ばれる。実際には、サンプリングレートをそれより高くする必要がある(元の信号の再現に使用されるフィルタは完全ではないため)。一例として、標準オーディオCDの帯域幅は、理論上の最大値である22.05kHz (サンプリングレートの44.1kHzに基づく値)より少し狭い。

同義語