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A/D変換とは?えーでぃーへんかん

A/D変換とは、アナログ量を標本化・量子化・符号化の三段でディジタル値へ置き換える変換。分解能nビットなら量子化誤差は±1/2LSBに収まり、理論SN比は約6.02n+1.76dBで決まる。逐次比較型は速度と精度の均衡、ΔΣ型は高分解能、フラッシュ型は最速と、方式の選択がそのまま設計判断になる。

最終更新:2026-10-06

試験情報

エンベデッドシステムスペシャリスト試験の頻出用語/午前II

別名:アナログディジタル変換、ADC

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背景

センサが出すのは電圧や電流という連続量で、MCUが扱えるのは有限桁の数値しかない。この段差を埋めるのがA/D変換であり、以降の制御演算がどれだけ緻密でも、精度・応答時間・消費電力の上限はここで先に決まってしまう。分解能を上げれば変換時間と消費電流が増え、周期割込みの余裕を食うため、要求仕様から必要ビット数と変換速度を逆算する順序になる。論述では「必要分解能を信号の最小識別幅から導き、そこから方式を選んだ」と因果の向きで書き切れると強い。

具体例

STマイクロエレクトロニクスのSTM32シリーズが内蔵する12ビット逐次比較型ADCは、基準電圧3.3Vなら1LSBが約0.81mV。ひずみゲージのような数十マイクロボルトの信号ではこの刻みでは足りず、前段に計装アンプを置くか、テキサス・インスツルメンツのADS1256のような24ビットΔΣ型を外付けするかの判断になる。

試験での引っ掛け

標本化周波数を信号最高周波数の2倍超にしても、前段にアンチエイリアシングフィルタが無ければ折返し雑音は消えない——変換後のディジタルフィルタでは手遅れになる。分解能(ビット数)と確度も別物で、24ビットでも基準電圧のドリフトや入力換算雑音で有効ビットは目減りする。

関連用語

解説は資格暗記が独自に作成しています。過去問の出典は各問題に記載のとおりです。

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試験での特徴
  • 分野:午前II
  • 標本化周波数を信号最高周波数の2倍超にしても、前段にアンチエイリアシングフィルタが無ければ折返し雑音は消えない——変換後のディジタルフィルタでは手遅れになる。