A/Dコンバータとは

A/Dコンバータとは

A/Dコンバータ(Analog to Digital Converter)とは,アナログ電圧をデジタル信号に変換する回路です。たとえば温度上昇を検出してファンを回すような処理をマイコンにさせたい場合,温度を一旦マイコンに取り込む必要があります。しかし,私たちの身の回りの信号はほとんどがアナログ信号です。一方マイコンが扱える信号はデジタル信号です。そこで,それらアナログ信号をマイコンに取り込みデジタル信号に変換する時にA/Dコンバータが用いられます。

アナログ信号がとりうる範囲は無限にあります。そのアナログ信号をデジタル信号に変換する際,重要になる要素があります。それはどこからどこまでアナログ信号をデジタル信号に変換するかを決める基準と,何分割にして変換するかを決める分解能です。
基準とは,正のリファレンス電圧(+VREF)と負のリファレンス電圧(-VREF)があり,A/Dコンバータはその範囲内でのアナログ入力が可能です。(一般的なマイコンに搭載されたA/Dコンバータは,+VREF=VREF,-VREF=0Vが多いと思います。ですので,以下VREFと0Vで表します)。
分解能とはA/D変換時にどこまでアナログ信号を滑らかに識別できるか?を表す能力です。分解能が10ビットでは2^10=1024、すなわちVREFを1024つに分解したアナログ信号を識別することができます。ここで最小分解能幅VREF/1024を1LSBといいます。
この分解能は8bitや10bit,12bit,16bitなどがあり,この数字が大きいほどアナログ信号を滑らかに識別することができます。この分解能は,出力するデジタル信号の本数で決まります。たとえば8bitA/Dコンバータの場合,出力するデジタル信号が8本です。そしてVREFが2の8乗の256分割されます。


 

では次は,A/Dコンバータについてさらに深く見てみましょう。