A/D変換器について

質問

現在、A/D変換器を用いて実験を行っているのですが、
どのような仕組みで変換が行われているのかが分かりません。

どのようにアナログ信号をデジタル信号に変換しているのでしょうか。
どなたか、分かりやすく教えていただけないでしょうか。

よろしくお願いします。

回答No.6

noname#101110 · ベストアンサー

再びＮｏ．４　です。
＞分割数を増やせば（nを大きくしていけば）区切りのぼやけたところが鮮明になっていく（誤差が減る）
そう考えていただいて結構だと思います。
分割数をふやせば、アナログの波形変化がより忠実にデジタルの数値に置き換えられるということで、誤差が減り、区切りの（境界の）あいまいさも少なくなっていくでしょうね。
＞周期Tが小さくなればなるほど精度が上がると解釈してもいいのでしょうか？
そう言うことだと思います。
＞瞬間値インパルスというのは、ある瞬間の最大値ということでしょうか？
ある瞬間に発生した出力（インパルス）の値（あたい）ということで、ま、そのインパルスの最大値でしょうね。

お礼

amazo007さん
何度も親切に回答ありがとうございました。

やっと変換器について掴むことができました。

本当にありがとうございました。

回答No.5

noname#101110

No.4 です。
「関門」についてのイメージをご説明します。
デジタル化しようとしている波形のサンプルを取って、それからその大きさや複雑さを見ながらこれを分割し、分割数分の見本を作るわけです（標本化）が、その見本を私は関門といったわけです。それから、実際にやってきた波をこの見本と比べて（関門をくぐらせて）一番近い関門に相当するデジタル値を時系列に沿って次々につくり並べていく（デジタル化）作業をすることになります。
＞正から負まで単位振幅（量子数q）、
量子数q　とは単位振幅（ひとつひとつの関門の高さの段差）の区切りのぼやけたところのあいまいさ加減だろうと思います。
（量子論には詳しくありませんので、ずれていましたらどなたかカヴァーお願いします。）
＞不連続に2のn乗分割（n:整数）　
これが用意する関門の数（分割数）だと思います。
イメージが鮮明になりましたか？

お礼

お早い回答、本当にありがとうございます。

分割数を増やせば（nを大きくしていけば）区切りのぼやけたところが鮮明になっていく（誤差が減る）ということですか？

本当にすみません。
また、質問なんですが・・・
「標本化とはアナログ信号の振幅値を周期T（fs=1/T）で区切り、アナログ振幅の瞬間値インパルスを取り出していくこと」と本に書いてあるのですが、
周期Tが小さくなればなるほど精度が上がると解釈してもいいのでしょうか？
また、瞬間値インパルスというのは、ある瞬間の最大値ということでしょうか？

申し訳ないのですが、解説お願いいたします・・・。

回答No.4

noname#101110

いくつもの高さの関門をあらかじめこしらえておき、アナログ波形に通してこれと比較（コンパレート）し、その時々の値（アナログ値）を関門の高さの数値（デジタル値）に置き換え（コンバート）ていくわけです。
たとえば交流電圧の波形（アナログ）が時間の経過とともに時時刻々の数値の変化として記述されていくということになります。
関門の数が多いほど、比較する回数が（一定時間内に）多いほどその変換の精度はよくなります（元の波形に近似した数値の変化になる）。もちろん完全に同じではありませんが、あるものでは１秒間に何百回も何千回もその操作を行うので、かなりなめらかな波形が数値で再現されるというわけです。
かなりおおざっぱな説明ですが、あくまで原理ということで。
くだきすぎましたか？

お礼

御礼が遅くなり申し訳ございません。
ご説明ありがとうございます。

解説レベルもちょうどよかったです。

「関門」というものは量子化のことでしょうか？
本に「標本化で抽出されるインパルスの最大振幅値を正から負まで単位振幅（量子数q）ごと不連続に2のn乗分割（n:整数）し、基準とする。」と書かれているのですが、
正から負まで単位振幅（量子数q）、
不連続に2のn乗分割（n:整数）というところがよく分かりません。

御礼を含めた質問になってしまいました。
すみません。
ご説明していただけたら助かります。
宜しくお願いします。

回答No.3

otto0001otto

ご使用の物はたぶん逐次比較型だと思います。

ＡＤ変換の方法はこうです。

基本構成はサンプル＆ホールドとＤＡコンバータ、コンパレータ
です。
まずサンプル＆ホールドで入力電圧を固定します。
（この電圧を変換します）
ＤＡコンバータでいろいろな電圧を出してみて
コンパレータを通して大小判断をします。
大小ギリギリの値が入力電圧ということがわかります。

ネジのボルトを廻すとき、色々な大きさのスパナを
当ててみることに似ています。

ＤＡとは何？と言われるとこまりますが・・・
。

お礼

御礼が遅くなり申し訳ございません。
ご説明ありがとうございます。

1つ質問が・・・
逐次比較型と二重積分型というのは別モノですよね？

回答No.2

MOMON12345

ML870だと二重積分型ではないでしょうか。
詳しくは＃１さまの解答を見ていただくとして、概念的には「基準電圧と入力電圧を比較して、どちらが大きいか小さいかを見ていく」事になります。
逐次比較と言えばそれを順番に比較する方法、フラッシュはそれを並列に比較する方法です。

考え方としてはフラッシュが分かりやすいですかね。
例えば
1.0VでONになるコンパレータ
1.1VでONになるコンパレータ
1.2VでONになるコンパレータ
1.3VでONになるコンパレータ
1.4VでONになるコンパレータ
1.5VでONになるコンパレータ
1.6VでONになるコンパレータ
こうやって7このコンパレータを並べます。
この出力をエンコードすると3ビットの出力が得られます。
つまり3ビットのA/Dコンバータが出来上がったというわけです。

補足

回答ありがとうございます。
すみません。
もっと簡単にアナログ信号をデジタル信号に変換する仕組みを
教えていただけないでしょうか。

回答No.1

86tarou

Ａ／Ｄ変換には色々な方式があるので、仕組みも一概には言えません。詳しくは↓のようなサイトを一度見てください。
http://www.comb.kokushikan.ac.jp/lecture/envmeasure/node112.html

補足

色々な方式があるんですか。
その中でも一般的な変換方式はないのでしょうか。

ちなみに、実験ではML870 PowerLab 8/30 という装置を使っています。