ADCとDACについて他

質問

• ADCとDACについて知りたいことがあります。具体的には、ADコンバーターの原理や変換内容、REFや分解能について詳しく知りたいです。また、DAコンバーターの原理と計算方法についても教えていただきたいです。
• オーバーシュートやアンダーシュートが起こる場合の対策について知りたいです。具体的には、ダンピング抵抗や終端抵抗、コンデンサーの役割について教えていただきたいです。また、この問題について特定の名前があるのか知りたいです。
• 質問文章全体の内容を要約すると、ADCとDACについて知りたいことがあります。ADコンバーターとDAコンバーターの原理や変換内容、またオーバーシュートやアンダーシュートに起因する問題とそれに対する対策について詳しく教えていただけると助かります。

回答No.1

tance

ADコンバータにはいろいろな種類があります。
○逐次比較型（AD7894はこれです）
○積分型
○フラッシュ型
○ΔΣ型（Σデルタというメーカもある）
○パイプライン型（これは正式名称ではない？）
○その他

逐次比較型の動作をかいつまんで言うと、
ADコンバータの中にDAコンバータが入っていて、入力とそのDA出力
電圧の大小を常に比較しています。そして、この2つの電圧が一致する
ようにDAコンバータをコントロールしています。

つまり、DAがあるデジタル値によってドライブされて、あるアナログ値
を出力している状態で、そのアナログ値が入力電圧と同じだったら、
DAに与えているデジタル値がそのまま入力をデジタル変換したものに
ほかならないわけです。

大小比較は、あるビットを１にしてみて大きすぎれば０にして、さらに
下のビットを１にして、・・・という具合に全ビットを決定して
行きます。

AD7894はシリアル出力なので、デジタル信号出力は１本しかありません。
他のパラレル出力式のICでは多数本のデジタル信号が同時に出ていて
bit0, bit1, ・・bit13 などと名前がついています。しかし、これらの
デジタル信号にはその「重みづけ」の重い信号と軽い信号があるので
一番重い信号にMSB(Most Significant Bit)と明記し、一番軽い信号に
LSB(Less Significant Bit)と明記しています。メーカやICの品種に
よってはbit0がLSBのものとMSBのものがあるので注意が必要です。

DAコンバータにもいろいろな種類があります。
○R-2Rラダー式
○電流加算式
○その他

これは回路図を描かないと説明しづらいので下記を参照してください。
http://practice.ed.sie.dendai.ac.jp/micom/ADDA.pdf

オーバーシュート等による誤動作に名前があるか、という質問ですが、
ドンピシャリの名前はなさそうに思います。強いて言えば、
「シグナル・インテグリティ」、とか「信号終端」といったところが
キーワードかもしれません。

お礼

ご回答誠にありがとうございます。
逐次比較型について調べてみると
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/WORD/20061113/123485/
に良い例が載っていました。
ここで分からないのが、
「MSBを1に設定すると，1Vの半分である0.5VがD-A変換器から出力され」
というところです。
MSBを1にするとなぜその半分である0.5VがD-A変換器から出力されるのでしょうか？
その次は0.5Vの半分である0.25Vを足した0.75Vってなってますが、これを4ビット続けると、
1回目：0.5Vと比較
2回目：0.5V+0.25V=0.75Vと比較
3回目：0.5V+0.25V+0.125V=0.875Vと比較
4回目：0.5V+0.25V+0.125V+0.0625V=0.9375Vと比較
で終わりということでしょうか？
分解能が4ビットしかないので0.9375V以上1V未満はすべて同じデジタル値となる。
仮に24ビットなどの高精度にすれば0.999Vと0.998Vも異なるデジタル値として検出できる。
という認識で合っていますか？
とはいうものの、MSBを1にした後の1回目の比較では分解能に関係なく
フルスケール電圧の半分の値と比較するということなのかがよく分かりません。

DA変換の方は教えて頂いたpdfファイルを熟読後、分からないところがあれば再度質問したいと思います。

以上よろしくお願い申し上げます。