A/D変換器

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A/D変換(Analog To Digital Convert)とは,アナログデータ(電圧)を標本化/量子化/符号化を行い,コンピュータが扱えるようにデジタル数値に変換することいい,A/D変換器は,これを行う回路(ICチップの場合もある)のことをいう.

A/D変換器の種類

A/D変換器にはいくつか種類が存在する.特徴や用途もものによってそれぞれ.

名称特徴用途
並列比較型(フラッシュ型)高速・大規模高速測定
パイプライン型高速・高分解能映像/通信
逐次比較型低消費電力マイコン/通信
Δ-Σ型高分解能音声/計測/通信
二重積分型高精度計測

標本化/量子化/符号化

標本化(Sampling)とは,ある一定の周期(周波数)でデータを抽出する操作をいう.

量子化とは,サンプリングした連続量を離散化する操作をいう.

符号化とは,量子化されたデータをコンピュータが扱えるようにデジタル数値化(2進化)する操作をいう.

標本化定理/折り返し雑音(エイリアシング)

標本化定理とは,標本化する周波数\(f_{sample}\)はを生データの最高周波数\(f_{max}\)の2倍以上にしなければ,生データを復元することができないという,ナイキストが提唱し,シャノンによって証明された定理である.
$$f_{sample} \ge 2f_{max}$$

上式を満たさないサンプリング周波数で標本化を行った場合,実際には存在していない波形が存在しているように記録されることがあり,これを折り返し雑音(エイリアシング)という.