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数MHz以上のアナログ信号をディジタル信号に変換するために

高速A-D変換のしくみとIC活用術(前篇)

インターポレーション型


図5に示すのは、インターポレーション(interpolation)型と呼ばれるA-Dコンバータの変換のしくみです。
これは、並列型の変形です。
コンパレータの前段にプリアンプ(数はコンパレータよりも、ずっと少なくします)を設けて、隣接するプリアンプ出力間に
電圧を補間する抵抗ストリングスを接続し、そのタップ電圧をコンパレータに供給します。こうすることで、コンパレータの入力における1LSBの幅が広くなって、コンパレータのオフセット許容値が大きくとれます。
結果として、コンパレータ使用素子の小型化が可能となり、高速化や低消費電力化が可能になります。

インターポレーション型A-Dコンバータの構成と動作
図5.インターポレーション型A-Dコンバータの構成と動作(8bitの場合)

●特徴
並列型とインターポレーション型は、1ビット・コンパレータを並列にたくさん並べて同時に動作させることで、高速な変換動作を実現します。
動作原理がシンプルでわかりやすく、単純な回路の組み合わせで実現できるので、設計しやすいというメリットがあります。しかし、コンパレータ数が極めて多いため、回路規模や消費電力が大きいという欠点があります。
入力容量が大きいため、周波数の高いアナログ信号でも確実に駆動できるプリアンプを設計する必要があります。