アナログ-デジタル変換とは?
あなろぐでじたるへんかん
アナログ-デジタル変換(ADC)とは、温度や音声などの連続したアナログ信号を、コンピュータが扱える離散的な数値データに変換するプロセスです。
アナログ-デジタル変換(ADC: Analog-to-Digital Conversion)とは、時間的・値的に連続したアナログ信号を、一定の精度で離散的な数値(デジタルデータ)に変換する処理のことです。この変換を行う電子回路素子をADコンバータ(ADC)と呼びます。
変換のプロセスは主に2つのステップから成ります。
- サンプリング(標本化):アナログ信号を一定の時間間隔でサンプル(測定)する。このサンプリング周波数がナイキスト周波数(信号の最高周波数の2倍以上)を下回ると「エイリアシング」と呼ばれるひずみが発生する。
- 量子化:サンプリングされた値を有限個の離散レベルに割り当てる。ビット数が多いほど細かく表現でき(8bit=256段階、16bit=65536段階)、量子化誤差が小さくなる。
ADCの主な応用分野は以下の通りです。
- マイクロフォンや楽器音のデジタル録音
- 温度・圧力・光などを計測するセンサシステム
- 医療機器(心電図・血圧計など)のデータ取得
- 無線通信における受信信号のデジタル処理
ADCの性能指標としては分解能(ビット数)・サンプリングレート・SNR(信号対雑音比)などが重要です。現代のスマートフォンやPCに内蔵された音声ADCは高精度・高速なものが使われています。
使い方・例文
スマートフォンで音声を録音する際、マイクが拾ったアナログの空気振動がADCによって数値データに変換されてファイルとして保存されます。センサ付きのマイコン(Arduinoなど)でも温度センサの値をADCで読み取るのが基本的な使い方です。
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