【ディジタル計器②】標本化、量子化、符号化について解説！

A/D変換のそれぞれの手順について解説をしていきます。

1. 標本化

標本化とは、時間間隔Δtごとにアナログ信号の振幅を取り出すことです。
図で示すと以下のようになります。

上記の図にもありますが、標本化においては「サンプリング周波数」について、注意すべき点があります。それをサンプリング定理と言います。

サンプリング定理について

「サンプリング周波数が元のアナログ信号の最大周波数の2倍以上になったとき、サンプリング後も元の信号を再現できる。」というものです。

もし満たさないと、偽の信号が現れます。
（エイリアシングとも言います。）

これを満たすことが、標本化における最低条件になります。

2. 量子化

量子化とは、標本化した値を離散値（整数値）によって表すことです。
具体例を図に示します。

この量子化前後の振幅の差を量子化誤差（雑音、ひずみ）と言います。

3. 符号化

符号化とは、量子化された整数値を10進数から2進数に変換することです。
具体例は以下のようになります。

まとめ

以上の3つの手順を経て、A/D変換は完了します。
これらはすべてのディジタル機器で行われている重要な項目ですのでぜひ覚えておきましょう。

次回の記事ではディジタル計器の特徴について解説します。