AD(アナログデジタル)変換の原理

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前提知識
　・コンパレータの原理
　・2進数

アナログの電圧値をマイコン等に入力して扱う際には、デジタル値(0,1の信号、2進数となる)に変換する必要があります。 方法は以下のとおりとなります。ＡＤ変換の方法は何種類かありますが、多くはコンパレータを使うのが基本です。

■並列型ADコンバータ

回路図は以下のとおり。値は仮値です。コンパレータで取りうる範囲の全ての電圧値と入力電圧を比較して、該当する電圧値を特定、変換します。 こうする事で一括して電圧値を比較するので高速な変換が可能ですが、ＬＳＢの分だけコンパレータが必要になるので、あまり分解能が大きい電圧値への変換は苦手です。

■逐次比較型ADコンバータ

回路図は以下のとおり。特徴として、繰り返しの計算になるため並列型よりは処理速度は遅いですがコンパレータは少なく済み、高精度の変換が可能です。



動作を理解するために、具体値として入力電圧を13ＶとしてこれをＡＤ変換する場合を考えます。 13は2進数では以下の様に4bitで表現でき、各bit値の2の累乗の和となりますす。



この考えを使用するのですが、以下の様に各bitの値を変化させていったものを基準電圧とし入力値と比較していく事で、該当する電圧(ここでは13V)を特定します。



以降はbitの値を変化させ上記同様に計算していきます。

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