アナログ・デジタル変換（A/D変換）とは？あなろぐ・でじたるへんかん
アナログ・デジタル変換（A/D変換）とは、音や温度のように連続して変化するアナログ量を、コンピュータが扱える段階的な数値へ変換する処理。一定時間ごとに値を取り出す標本化、取り出した値を決められた段階に丸める量子化、その数値を2進数で表す符号化の順に進む。
最終更新：2026-10-10
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現実の量はいくらでも細かく変化するのに、コンピュータが持てるのは有限の桁数の数値だけ。そこで時間の軸と値の軸の両方を区切り、扱える形へ落とす。区切りを細かくするほど元の信号に近づくがデータ量は増えるため、どこまで細かくするかが設計上の判断になる。
具体例
音楽CDは1秒間に44,100回の標本化を行い、各時点の音の大きさを16ビット＝65,536段階に量子化して記録している。人が聞き取れる上限のおよそ2倍にあたる標本化周波数が選ばれている。
試験での引っ掛け
標本化→量子化→符号化の順序を入れ替えた選択肢が定番。標本化は時間軸を区切る操作、量子化は値の軸を段階に丸める操作、と対にして覚える。標本化周波数は元の信号の最高周波数の2倍以上が必要で、量子化ビット数を増やすと誤差は減るがデータ量は増える。
関連用語
出た過去問
出典：平成21年度 秋期 ITパスポート試験 問60（IPA）
「甘味」「うま味」「塩味」「酸味」「苦味」の5種類の味覚を、6ビット（2進数で6けた）の数値で符号化する。これらを組み合わせた複合味を、数値の加減算で表現できる…
正解：ウ
要点：成分を加減算で分離するには各要素に独立したビットを割当てる
加算で組み合わせ、減算で成分を取り除けるようにするには、各味覚に別々のビットを割り当て、桁上がりが起きないようにすればよい。1つのビットだけが1になる符号（000001、000010、000100…）ならば、加算しても各成分がそのままビットとして残り、減算で元の成分を取り除ける。
出典：平成21年度 春期 ITパスポート試験 問66（IPA）
アナログ音声信号をディジタル化する場合、元のアナログ信号の波形に、より近い波形を復元できる組合せはどれか。
正解：ウ
要点：サンプリング周期が短く量子化段階が多いほど原波形に忠実
アナログ信号のディジタル化は、一定間隔で波形の値を読み取る標本化（サンプリング）と、その値を段階的な数値に置き換える量子化からなる。サンプリング周期が短いほど時間方向で波形を細かく捉えられ、量子化の段階数が多いほど振幅方向の誤差が小さくなる。したがって周期が短く段階数が多い組合せが最も原波形に近い再現となる（その分データ量は増える）。
出典：平成22年度 春期 ITパスポート試験 問60（IPA）
ある音をコンピュータのファイルにデータとして記録するとき、符号化ビット数を8ビットとしている。符号化ビット数を16ビットに変更し、同じ音を同じサンプリング周波数…
正解：音の振幅をより細かく記録できる。
要点：量子化ビット数は振幅の細かさ、周波数は標本化で決まる
符号化ビット数（量子化ビット数）は、音の大きさをどれだけ細かい段階に分けて数値化するかを決める。8ビットでは256段階だが16ビットにすると65,536段階になり、振幅をより忠実に記録できる。ただしデータ量は増え、記録できる周波数の上限を決めるのはサンプリング周波数のほうである。
出典：平成22年度 春期 ITパスポート試験 問88（IPA）
音声信号をディジタル化する。図の時刻1から時刻5のタイミングで標本化を行い、4段階に量子化（標本点に最も近い段階を選択）を行った。その後2ビットで符号化を行った…
正解：時刻1で振幅約01、時刻2付近で00近くまで下がり、時刻3.7付近で11まで滑らかに立ち上がった後、時刻5にかけて01まで下がる曲線
要点：符号列は各標本時刻の振幅段階を順に並べたもの
符号は時刻1から順に振幅の段階を表すので、求める信号は01、00、10、11、01という順に値をとる波形になる。すなわち低めの値から始まって時刻2でいったん最小になり、その後上昇して時刻4で最大に達し、時刻5では再び下がる形である。時刻ごとの標本点の高さを符号と照らし合わせれば判別できる。
出典：平成24年度 秋期 ITパスポート試験 問69（IPA）
ADSLにおいて、加入者宅と電話局間で利用する通信媒体はどれか。
正解：アナログ電話回線（メタル）
要点：ADSLは既設の電話用メタル線を使い高い周波数帯でデータを送る
ADSLは、既設のアナログ電話回線に使われている銅線（メタル線）をそのまま利用し、音声通話では使わない高い周波数帯にデータ信号を乗せて高速通信を行う技術である。新たな配線工事を要さない点が普及の理由だった。上りより下りの速度が速い非対称型である。
出典・参考
公式シラバスの8 コンピュータシステム ＞ 42. 入出力デバイス ＞ (1) 入出力インタフェースに掲載されている用語です。
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。