DA/AD変換

  1. DA・AD変換
    1. 目的
      DA変換の目的はは、ディジタル信号をアナログ信号に変換することです。ディジタル信号は2進数で表現され、通常8-12ビットです。負の数を表現する場合もあります。
      　AD変換は、アナログ信号の値をディジタル信号に変換します。通常、アナログ信号は電圧で表現され、8-12ビットのディジタル信号に変換されます。アナログ信号は負の電圧をとる場合もあります。

    2. サンプリング
      　時間と共に変化する信号は、細かい時間間隔でDA変換し、その値を数値の列で記憶します。この数値の列を同じ時間間隔でDA変換すると、元のアナログ信号が再現できます。数値の列への変換を数値変換とかサンプリングといいます。
      　サンプリングの間隔は、再現したいアナログ信号の周期の半分以下とする必要があります。また変換するビット数も再生するアナログ信号の「質」に影響します。

  2. DA変換

    1. DA変換の手法
      　DA変換の基本的な手法に、はしご型抵抗回路があります。Rと２Rの抵抗を図のように組み、２R側をディジタル信号で V(5V) と０にスイッチします。すべてのスイッチが0V（オフ）側の場合、抵抗回路の出力は０Vです。S4のみがオンで他がオフの場合、（1/2）Vになります。S3のみがオンの場合(1/4)V、S2の場合（1/8）V、S1の場合(1/16)V となります。



    2. 　S1がオフのとき、R1とR5は並列ですから10kとなり、これにＲ２を加えると、R2を含めた左側の抵抗は20kになります。同様に、Ｓ２，Ｓ３がオフの時、R3,R4から左の抵抗は20kとなります。
      　したがって、S4のみがオンのとき、R4から左の抵抗は20kΩになり、出力（R4の右側の電圧）は、（1/2）Vとなります。
      　S3のみがオンの場合、R７を通してVの電圧が右と左に分流します。左側の抵抗は20kですから。簡単な計算で、出力電圧は (1/4)V　となります。

      したがって、一般にS4..S1 がディジタル信号でオンオフされると、出力電圧はディジタル信号の2進数に対応する電圧は出力します。ただし、ディジタル値は正の数とします。