分解能と量子化

電圧を数に変える

ADCはAnalog to Digital Converter、アナログ・デジタル変換器で、電圧を数に変えます。ビット数で分解能が決まり、コード数は2^bitsです。量子化は連続範囲を段階に分けます。基準電圧は範囲の上端です。ビットは0または1の二進数字一つです。

実験台

回路の設定を変え、測定値を予想してから課題を確認しましょう。教材用のモデルで、各レッスンに仮定を説明しています。

ログインして進捗を保存. ゲストの進捗はこの端末に保存されます.

動作の仕組み

理想変換は切り捨ててコード範囲に制限します。雑音、入力負荷、標本化遅れ、校正誤差は省略。センサーつまみは0–5 Vです。

刻み = Vref/2^bits。コード = floor(Vin/刻み)、範囲0…2^bits − 1。floorは切り捨てです。小さい刻みほど小さな変化を区別できます。 Vinは入力電圧、Vrefは基準電圧です。

難易度

組み立て · 組み立てる
8ビット、基準5 V、センサー50%で電源を入れ、128を確認します。
ヒントを見る
8; 5 V; 50% → 128
探究 · 一つ変える
10ビット、基準5 V、センサー25%にして256を確認します。
ヒントを見る
10; 5 V; 25% → 256
自力で解く · 課題を解く
12ビット、基準2.5 V、センサー80%にし、4095での飽和を確認します。
ヒントを見る
12; 2.5 V; 80% → 4095

追加の読み物と回路レシピ

8ビットの256コードは0から255です。

ビット数が増すと理想刻みは小さくなりますが、実際の雑音や誤差が有効な分解能を制限します。

コード制限は実際の入力を過電圧から守りません。実機の入力定格を確認します。

詳しく読む

256個のコードはゼロから始まるため最大は255です。