DAC・ADC 接続 仕組み

DAC・ADC の仕組みとマイコンとの接続方法

デジタル信号とアナログ信号の変換は、電子機器における最も重要な処理の一つです。特にマイコンを様々なセンサーやアクチュエータと連携させる場合、これらの変換は不可欠となります。本記事では、DAC（デジタル-アナログ変換器）とADC（アナログ-デジタル変換器）の基本的な仕組みと、それらをマイコンと接続する方法について解説します。

1. ADC（アナログ-デジタル変換器）の仕組み

ADCは、アナログ信号（電圧、電流など）をデジタル信号に変換する装置です。この変換は、通常、サンプリングと呼ばれる方法で行われます。サンプリングとは、アナログ信号を一定間隔で測定し、その値をデジタルデータとして記録することです。サンプリングレートが高いほど、元のアナログ信号をより正確に表現できます。

ADCの変換方式には、いくつかの種類があります。代表的なものとして、逐次比較方式、積分形方式、微分形方式などがあります。それぞれの方式には、変換速度や精度などの特徴があります。

2. DAC（デジタル-アナログ変換器）の仕組み

DACは、デジタルデータ（0と1の組み合わせ）をアナログ信号（電圧、電流など）に変換する装置です。DACは、デジタルデータに基づいて、適切なアナログ信号を生成します。DACの出力信号は、通常、直線的な関数で表されます。

DACの出力信号は、通常、直線形、階線形、双曲線形などの形状を持ちます。

3. マイコンとの接続方法

DACやADCをマイコンと接続する際には、主に以下の方法があります。UART、SPI、I2Cなどのシリアル通信インターフェースを利用する方法や、マイコンのADC/DAC機能を直接利用する方法があります。それぞれの方法には、変換速度や精度などの違いがあります。

シリアル通信を利用する方法は、比較的簡単に実装できますが、変換速度は遅くなります。一方、マイコンのADC/DAC機能を直接利用する方法は、変換速度が速いですが、マイコンのハードウェア機能を利用する必要があるため、実装が複雑になる場合があります。

具体的な接続方法については、使用するマイコンのデータシートや、DAC/ADCのデータシートを参照してください。