アナログ・デバイセズの電子回路教室
【A-D/D-Aコンバータの使い方】

高精度・高速コンバータの性能を引き出す回路と基板の実用設計技術を学ぶ(講義336分/331頁)

著者・講師：藤森弘己(アナログ・デバイセズ株式会社)
企画編集・主催： ZEPエンジニアリング株式会社
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お申込み前にご理解いただきたいこと

本製品は，2022年12月25日に開催したウェビナを録画して編集した動画です．繰り返し再生，一時停止，巻き戻しが可能です．

講義内容

あらまし

本セミナは，アナログ・ディジタルを繋ぐ，データ・コンバータ（A-Dコンバータ、D-Aコンバータ）について理解を深め，回路設計に必要な技術知識を学ぶことを目的とします．
　最新の信号処理の進歩により，複雑なアナログ信号をほぼリアルタイムで高精度・高速に処理することができるようになりました．そこでアナログ信号とディジタル信号をつなぐコンバータ素子の重要性がますます高まっています．無限大の分解能を持つアナログ信号を有限分解能のディジタル値に変換する際の誤差の最小化，そのためのハードウェア，ソフトウェアの最適化が，高性能実現に必要です．最新のコンバータ素子は，非常に高性能化していますが，その特徴を知り，上手に使いこなすための技術は，性能に比例して難しくなります．そこにはコンバータ単体ではなく，周辺回路を含めた設計指針が要求されるのです．本セミナでは，コンバータの基本動作から特性に合わせた周辺の設計技術，PCBでの配置のガイドラインなどを含めて解説します．


図1 AD9680　14ビット　1.25GSPS　高速ADコンバータのFFTスペクトラム	写真1 モジュールからモノリシックICまで、コンバータの半世紀の進歩

内容

(1)イントロダクション

データ・コンバータの歴史と発達
コンバータのデータから学ぶもの
サンプリング定理

(2)コンバータの基礎

A-D/D-Aコンバータのしくみと，アーキテクチャによる動作の特長
データ・コンバータの仕様・スペックの見方（基本的な共通仕様と用途別の仕様）
データ・コンバータの変換精度は，どのように表現されるのか
- リニアリティ，SN比，有効ビット，DC エラーとACエラー
- 量子化ノイズ，入力ノイズ，周辺回路からのノイズ
- サンプリング・クロックからのノイズ
- リファレンスからのノイズ
- 電源からのノイズ

(3)汎用コンバータの周辺回路技術

入力信号のレベル合わせ
Anti-Alias Filterとオーバーサンプリング

(4)高精度・高分解能コンバータの周辺回路技術

高分解能コンバータの方式と特長
高分解能・高精度コンバータと微小信号
高精度コンバータの周辺回路

(5)高速コンバータ回路の周辺技術

高速コンバータに求められる特性と選び方
高速コンバータとアンダーサンプリング
DDS発振器
高速コンバータの周辺回路

(6)データ・コンバータのデジタル・インターフェース

パラレル・インターフェースとシリアル・インターフェース
- パラレル・シリアルのメリット/デメリット
- なぜ高速コンバータにシリアル・インターフェース？（JESD204）
- 標準インターフェース（例　I2C，SPIetc）

(7)コンバータ素子を生かすためのノウハウ

配線とレイアウト，実装，デカップリング，電源とグランディング
リファレンス回路の選び方
アイソレーション

(8)まとめ

ショートセミナ

セミナで学ぶこと

アンチエイリアス・フィルタとオーバーサンプリングの技術

受講対象

これから本格的にデータ・コンバータを使用して回路設計をしようと考えているエンジニア
CPU内蔵のコンバータのような汎用品を使っていたが，本格的な高精度・高速コンバータを使った設計を始めたい方
いままでコンバータを使用していたが，より高性能を目指して回路をアップグレードしたい方
ディジタル回路は得意だが，アナログ回路を含むデータ・コンバータ回路の設計に少し不安のある方
ステップ・アップのためアナログ回路の勉強をしたい方

あると望ましい予備知識

特に高度な知識は必要ありません．Ωの法則，重ねの理，サンプリング定理などの知識があれば，大丈夫です

講演の目標

回路設計にあたって，最適なデータ・コンバータの選択の指針となる知識を獲得すること．転ばぬ先の杖としての知見を得ること
コンバータを含むシステムの開発にあたって，陥りやすいポイントを理解し，あらかじめこれらに対する対処法を知ることで，トラブルの回避とTTM（Time To Market）を削減する知識を得る
先人が設計した回路をリニューアルする際に，なぜそのような回路となっているかを理解し，トランスファをスムーズに行うための基礎知識を得る

講師紹介

略歴

1979　芝浦工業大学　通信工学科卒業
同年　Analog Devices of Japan Inc に入社（後にアナログ・デバイセズ株式会社）
同社にてアナログ・モジュール開発，Mixedシグナル・テスタのテスト・モジュール開発、高速リニア・カスタム集積回路の開発サポート，汎用リニア製品マーケティング等を担当．その間，技術セミナの講師多数

主な著書

世界の定番OPアンプで作る実用アナログ回路集，CQ出版社．
OPアンプ大全（翻訳)，CQ出版社．
その他　技術記事の多数執筆（日経エレクトロニクス，トランジスタ技術，電波新聞など）

講演の参考URL

Analog Digital Conversion. (Walt Kester, Analog Devices Inc.) ISBN 0916550-27-3
Practical Analog Design Techniques. (Walt Kester, Analog Devices Inc.) ISBN 0-916550-16-8
System Application Guide (Walt Kester, Analog Devices Inc.) ISBN0-916550-13-3
Electronic Data Book. (Rudolf F. Graf, TAB Books Inc.) ISBN 0-8306-2958-0

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