AD変換が必要な理由
私たちが五感で感じる事ができる温度・音声・光などは、有り/無しではなく、常に連続してアナログ的に変化します。
これらを計測するためにはセンサーを使用します。
各種センサーはアナログ的に変化する温度・音量・光量などをアナログの電気信号に変換します。
計測した情報を元に、何かしらの制御を行う場合には電気回路の頭脳であるCPUが必要になりますが、CPU自体はデジタル信号のみ処理できるので、センサーからアナログ信号が入力されても処理できません。
このミスマッチを解消するためにAD変換回路を挿入します。
Aはアナログ、Dはデジタルを指し、名の通りアナログ電圧をデジタルデータに変換する回路になります。
- 実際には、センサーとAD変換回路の間に電圧調整のアンプやフィルターといったAFE(アナログフロントエンド)回路が挿入されるケースが多いですが、今回はADコンバーターの説明になりますので、省略します。
エアコンの自動運転を例に考える
エアコンの自動運転を例に考えてみましょう。
下の図は1日の気温変化を示しています。20℃以上は冷房、10~20℃は停止、10℃以下は暖房にするという仕様で考えます。
上記をサーミスタなどのセンサーを用いて、電圧情報に変換します。
これではCPUが処理できないため、"0" or "1"で表されたデジタルデータに変換します。
デジタルデータ化の課題とAD変換の工夫
無事にデジタルデータに変換できたので、CPUで暑い・寒いの判断ができ、冷房ON/OFF・暖房ON/OFFの命令を出すことが可能になります。
ただし、もともとの仕様は冷房・停止・暖房の3つの状態を想定していましたが、デジタルデータへの変換で"0" or "1"の2つの状態しか表現できなくなり、停止状態の仕様が消えてしまいました。
このままでは想定していた仕様を満足できないため、ADコンバーターでは以下の技術を組み合わせて、元のアナログデータをできる限り再現しながらデジタルデータに変換しています。
- 一定周期で切り出す【標本化】
- 電圧を一定の範囲ごとにデジタルデータに変換する【量子化】
これらの詳細については、時間のアナログ⇒デジタル変換?標本化について知ろう!の記事で紹介します。
お問い合わせ
関連技術コラム
関連製品情報

TMC2241:65V 2ARMSのスマート内蔵型ステッピング・モーター・ドライバー(S/DおよびSPI搭載)
TMC2241は、65V対応の高性能ステッピングモーター・ドライバICです。静音動作や電流検出機能を備えています。
- Analog Devices, Inc.
- ICT・インダストリアル

NXPの車載向けLEDドライバーの紹介
NXPの車載向けLEDドライバーをご紹介します。定電圧・定電流や高精度PWM、I2C/SPI対応で、複数LEDや表示器の調光に適した製品群です。
- NXP Semiconductors N.V.
- NEXT Mobility

MAX22216:高度な診断機能を備えたクワッド・スマート・シリアル制御のソレノイドおよびモーター用ドライバー
36Vクワッドハーフブリッジ内蔵のソレノイド/DCモーター用スマートドライバーです。SPI/OTP対応で診断・保護機能を備えます。
- Analog Devices, Inc.
- ICT・インダストリアル
- スマートファクトリー・ロボティクス

ADG1736:低電圧、2.4ΩデュアルSPDTスイッチ(2mm × 2mm LGAパッケージ)
ADG1736は、2.4Ωの低オン抵抗を備えた独立2回路SPDTスイッチで、低電圧動作と2×2mmLGAの小型実装に対応し、医療機器などの信号ルーティングに適します。
- Analog Devices, Inc.
- ICT・インダストリアル
- スマートファクトリー・ロボティクス

ADuM36xx:3.0kV rms 6チャンネル・デジタル・アイソレータ
ADuM36xxは3.0kV rmsの絶縁耐圧を持つ6チャンネル高速デジタルアイソレータで、高CMR、低遅延、産業規格対応の堅牢な絶縁ソリューションです。
- Analog Devices, Inc.
- NEXT Mobility
- ICT・インダストリアル
- スマートファクトリー・ロボティクス

OPTIREG™ 車載用ボルテージレギュレータ車載ECU向けに最適化された高信頼・高効率の電源ソリューション。LDO、DC-DC、PMICでADASからボディー制御まで幅広く対応。
車載ECU向けの高信頼・高効率な電源ICファミリーで、LDO、DC-DC、PMICを揃えて安全性と効率を両立しています。
- Infineon Technologies AG
- ICT・インダストリアル
- スマートファクトリー・ロボティクス



