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Designers' Tips

2026年02月19日号

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Access:317

5月22日 LIVE受講 / 5月25日～5月27日 録画受講

［Webinar］今すぐ使える！計測用24bitアナログ-ディジタル変換オールインキット

$\Sigma \Delta$型A-Dコンバータとセンサで，マイクロボルトを高解像度サンプリング＆データ解析

2026年1月30日



LIVE/録画 どちらも聴講は無料です

フルキット実習コースAをご希望の方は，実習キット一式（全12点）を一括でご購入ください．

同コースAには，石井 聡氏（アナログ・デバイセズ プリンシパル・エンジニア）が設計・制作した下記コンテンツが付属します．

  1. A-Dコンバータ AD7124設定・制御用プログラム AD7124 manager（.exeファイル）
  2. USBマイコン Pico用書き込みファームウェア（.uf2ファイル）
  3. 電子回路シミュレータ LTspice回路ファイル
  4. A-Dコンバータ設定・制御用プログラムPythonソース・コード
  5. USBマイコン Pico用Cソース・コード（Arduino IDE環境）
  • イベント名：Days on the ZEP powered by DigiKey $\times$ Analog Devices
  • 主題：今すぐ使える！計測用24bitアナログ-ディジタル変換オールインキット
  • 副題：$\Sigma \Delta$型A-Dコンバータとセンサで，マイクロボルトを高解像度サンプリング＆データ解析

  • 主旨：2025年10月3日に開催した［Webinar］実験キットとパソコンで学ぶ Analog Devicesアナログ電子回路教室（主催：DigiKey）の第2弾．24ビットΔΣ型A-Dコンバータ評価キットとラズベリー・パイPicoマイコンを用いて，研究・開発・現場で実際に使える高精度なパソコン計測システムを一緒に作り上げます．目標は，1μV以下の微小信号を安定して計測できる実用レベルのシステム完成です．アナログ-ディジタル変換の基礎からΔΣ型A-Dコンバータの動作原理，24ビットの高い分解能を得る技術「ノイズ・シェーピング」のしくみ，回路構成の要点までを理論と実習の両面から作りながら，そして動かしながら習得します．


  • 講師：石井 聡 / Satoru Ishii（アナログ・デバイセズ プリンシパル・エンジニア） / アナログ・デバイセズ株式会社
  • 受講料：聴講無料．「フルキット実習コースA」をご希望の方は，お申し込み前に， 実習用部品一式（約16,000円）を一括購入ください．

  • 開催日時：
    • LIVE受講：5月22日（金）10:00～17:00
    • 録画受講：5月23日～5月29日（録画だけの受講も可）
    • 受講方法：ビデオ会議アプリ Zoomによるオンライン受講
  • 受付締切：
    • フルキット実習コースA：5月22日（金）講義終了時
    • 無料聴講コースB：5月29日（金）未明

セミナ紹介動画　講師：石井 聡（アナログ・デバイセズ　プリンパル・エンジニア）：準備中


受講コースの種類と詳細

コース 実習キット（ご自身で調達） 講義テキスト 関連プログラムと技術資料 録画視聴 申し込み
［A］フルキット実習コース A-Dコンバータ・キット / USBマイコンPico / 電子部品類 〇 〇 〇
［B］無料聴講コース × 〇（アンケート要） × 〇

【コースA】フルキット実習コースの詳細

実習に必要なキット・部品類

フルキット実習コースの受講をご希望の方は，必ず実習用部品一式購入ページにて，一括で購入してください．

ご参考：各部品の仕様は下記を参考にしてください．部品表はこちらです．

  1. 24ビット/19.2kSPS $\Sigma \Delta$型A-Dコンバータ評価キット EVAL-AD7124-4ASDZ（AD7124搭載）
  2. ラズベリー・パイPico（ピン・ヘッダ付き）．実習では本製品をご利用ください．ピンの長さが短いと，ジャンパ線によるボード間接続が不安定になります
  3. 小信号ダイオード 1N4148
  4. 測温抵抗体 RTD（Resistance Temperature Detector）センサ PT1000
  5. 熱電対 K-TYPE
  6. 金属皮膜抵抗（10$\Omega$/1k$\Omega$/10k$\Omega$/100k$\Omega$）
  7. ミノムシ・クリップ・テストリード線（10本）
  8. Micro USBケーブル
  9. ボード間接続用ジャンパ線（メス・メス）

受講資格

受講申し込みの際，実習用部品一式を購入したときにDigiKeyから発行される「発注番号（Sales Order）」の入力を求められます

実習に必要な環境（パソコンと周辺機材）

  1. 実習用部品一式
  2. USB Type-Aコネクタを備える64ビットWindowsパソコン．USBドライブへの書き込みが暗号化されない設定になっていること
  3. 電子回路シミュレータLTspice25がパソコンにインストールされていること
  4. ターミナル・ソフトウェアTeraTermがパソコンにインストールされていること．インストールの手順と動作確認方法は講演日前に送付予定
  5. Python実行ファイル（.exe）がパソコンにインストールされていること．インストールの手順と動作確認方法は受講者に事前に送付予定
  6. USBマイコン Picoに書き込むファームウェア（.uf2）．書き込み手順と動作確認方法は受講者に事前に送付予定．USBドライブへの書き込みが暗号化されていないこと
  7. 関数電卓，マイナス・ドライバ（刃先幅2mm以下，100円ショップで購入可），ニッパ（100円ショップで購入可）
AD7124-4評価ボード EVAL-AD7124-4とラズベリー・パイPicoを接続して実習する．6本のリード線をソケット接続すれば，AD7124-4がもつすべての機能を発揮・利用できる．実習時は，固定用の台座（段ボールとガム・テープなど）を用意するとよい
AD7124-4の機能を制御する自作GUIソフトウェアの起動画面．デバイスのリセット，レジスタ設定ファイルの入出力，A-D変換結果の取得などが可能．他のタブからは全体的な機能を設定する画面などにアクセス可能

【コースB】無料聴講コースの詳細

聴講のみをご希望のビギナ向けコースです．講義テキスト，LTspice設計データ，ソースコード類は付いていません



申込の手順と受講までの流れ

【コースA】フルキット実習コース

  1. 初めてDigiKeyを利用する場合，または会員登録していない場合は，まずは会員登録申請を行う．すでに会員登録済みの場合はログインする
  2. 実習用部品一式を一括購入して，「発注番号（Sales Order）」を取得する．本発注番号はセミナ申込時に必要となるもので，注文完了画面や注文確認メールで確認できる．6,000円以上の注文は送料無料
  3. セミナ募集ページにアクセスし，［受講する］ボタンを押す
  4. 受講申込フォームにて，発注番号，住所，氏名などを入力する
  5. ZEPエンジニアリングにて，発注番号を元に購入者情報を照合・確認する．数日後，各受講者に受付完了メールが送信される
  6. 2026年5月20日前後，ZEPエンジニアリングから，受講者に講義テキスト類が送付される

【コースB】無料聴講コース

  1. セミナ募集ページにアクセスして，［受講する］ボタンを押す
  2. 受講申込フォームに必要事項を入力
  3. 後日，ZEPエンジニアリングからメールが届く（自動返信ではない）．本メールには，Zoom接続先や注意事項が記載されている
  4. LTspice設計ファイル，ソースコード，講義テキスト類は送付されません

申込締切

  • フルキット実習コースA：2026年5月22日（金）23:59
  • 無料聴講コースB：2026年5月29日（金）セミナ終了時

講演内容

本セミナは，分解能の高いパソコン計測システムの構築方法を徹底解説する実習付きの入門講座です．生物・物理分野の大学研究室や，企業のFAシステム，ロボット制御の設計現場で役に立ちます．$\Sigma \Delta$（シグマ・デルタ）型A-Dコンバータを使用して，センサ信号を正確に取得するために欠かせないアナログ-ディジタル変換（A-D変換）技術の基本，そしてその原理・応用方法，また心臓部分となるノイズ・シェーピング技術を確実に身に付けます．物理量を解像度高く高精度に計測する具体的な技術と方法を理論と実習で体得します．〈ZEPエンジニアリング〉

学ぶこと

物理量を取り扱う信号処理は，その多くがディジタル領域（プロセッサやパソコン）で行われています．しかし物理量はアナログ信号であり，それをディジタル信号にするにはアナログ-ディジタル変換（A-D変換）システムが欠かせません．

現代の電子機器には，高精度・高分解能なA-D変換システムが求められています．高分解能なA-Dコンバータの主流の変換方式は$\Sigma\Delta$型です．$\Sigma\Delta$型A-Dコンバータは，16～32ビットの高分解能を実現できますが，その動作は単純にA-D変換をするのではなく，$\Sigma\Delta$変調器というもので1ビットA-D変換が行われたのちに，フィルタを通して1ビット情報を目的のビット数に変換します．このプロセスは結構複雑なものなので，目的の分解能での適切な性能を実現したり，仕様を策定する際には，このしくみを知っておく必要があります．

このセミナでは，アナログ・デバイセズ製の24ビット$\Sigma\Delta$型A-Dコンバータ AD7124-4を搭載するキットとラズベリー・パイPico（USB接続用）を使って，パソコンから$\Sigma\Delta$型A-Dコンバータを設定・制御します．電子回路シミュレータLTspiceでも$\Sigma\Delta$型A-Dコンバータの動作をシミュレーションし，$\Sigma\Delta$型A-Dコンバータの実践的かつ重要なポイントと活用方法を理解します．$\Sigma\Delta$型A-Dコンバータよる高精度アナログ信号取得回路（AD変換）の適切な構成方法から実現上の注意点まで，深く理解することができるでしょう．

演目　※内容は予告なく，変更，追加，削除されることがあります

  1. アナログ信号における高分解能とは［計算実習］
  2. $\Sigma\Delta$型A-Dコンバータの動作原理（$\Sigma\Delta$変調/ノイズ・シェーピング/平均化フィルタによる帯域制限）
  3. $\Sigma\Delta$型A-Dコンバータの用途
  4. AD7126-4の内部構成
  5. AD7126-4の評価ボードを動かしてみる
    • 評価ボードの内部構成とラズベリー・パイPicoとの接続
    • 評価ボードを動かしてみる［ボード実習］
  6. ダイオードの電圧ドロップの温度変化特性の観測
    • ダイオードの電圧ドロップと温度特性
    • ダイオードの電圧ドロップの温度変化を測定してみる［ボード実習］
  7. RTDセンサによる高分解能温度計測の実際
    • RTDセンサ接続方法（2，3，4ワイヤ接続とその特質）
    • RTDセンサと$\Sigma\Delta$型A-Dコンバータならびに周辺回路の高精度を実現する接続
    • 実際RTDセンサで温度計測してみる［ボード実習］
  8. 熱電対による温度計測の基礎
    • 熱電対のしくみ
    • 熱電対電圧測定のセットアップと測定［ボード実習］
    • 熱電対測定における冷接点補償
  9. ロードセルによる重量測定（講師実演）
    • ロードセルとブリッジ測定のしくみ
    • ロードセル測定のセットアップと測定
  10. 実際の$\Sigma\Delta$型A-Dコンバータ・システムでの最適化［計算実習］
    • 圧力計測システム校正の最適化
    • 4ワイヤRTD×2システムでの誤差低減
    • 3ワイヤRTD計測の誤差低減
    • 圧力センサに3V系$\Sigma\Delta$型A-Dコンバータを接続する
  11. $\Sigma\Delta$変調のしくみ［LTspice/計算実習］
    • $\Sigma\Delta$変調の基本動作
    • $\Sigma\Delta$変調を数式で考える
    • $\Sigma\Delta$変調によるノイズ・シェーピングと$\Sigma\Delta$変調の次数による特性
  12. ノイズ・シェーピングの動作と帯域制限［LTspice/計算実習］
    • 帯域制限が必要な理由
    • 帯域制限とノイズ・レベルの関係
    • ホワイト・ノイズと$1/f$ノイズの影響度（チョッピング機能）
    • ノイズ測定値からノイズ実効値を計算する
    • ノイズ実効値を測定してみる［ボード実習］
  13. $ODR$ごとでの$SNR$と有効ビット，無ちらつき分解能
    • 有効ビットと無ちらつき分解能
      • 　　
  14. $ODR$ごとの$SNR$と有効ビットを実際に計算してみる［計算実習］
  15. システム全体で最適な$NF$を実現する
    • $NF$の定義
    • A-Dコンバータ・システムでの最適な$NF$［計算実習］
    • 平均化フィルタ（sincフィルタ）の等価帯域の確認方法［LTspice実習］
    • 信号源抵抗の熱ノイズ量から$NF$を計算する［計算実習］
  16. sincフィルタのしくみと動作
  17. まとめ

「AD7124-4評価ボード EVAL-AD7124-4」とラズベリー・パイPicoを接続して実習する．6本のリード線をソケット接続すれば，AD7124-4がもつすべての機能を発揮・利用できる．実習時は，固定用の台座（段ボールとガム・テープなど）を用意するとよい
AD7124-4のI/Oや機能を設定する画面（タブ）
AD7124-4のA-D変換チャネルを設定する画面（タブ）．「シンプル操作モード」と「本格操作モード」の2つを用意した．「シンプル操作モード」で設定できるのは1チャネルだけ．「本格画面モード」では，AD7124-4のすべての機能を制御できる
AD7124-4の内部雑音．差動入力端子間をショートして4096回サンプリングした．横軸は1 LSB．1LSB$=0.3 \mu $Vで，数LSBしかばらついていないことから，AD7124は非常に低ノイズ（高分解能）であることがわかる

アンケートにご協力をお願いします

講師との質疑が可能なLIVEセミナ（5月22日）の受講をおすすめします．

LIVE講演終了後，企画・運営改善のためのアンケートを実施します．アンケート協力への感謝の印として，関連技術情報と質疑応答を追加したボーナス・スライド付き講義テキスト（誤字修正対応版）をプレゼントいたします．

録画受講時はアンケートは実施いたしません．録画視聴の方は，特典（講義テキストrev2.0）の配布対象とはなりません．

受講対象

  1. センサ計測システム設計者
  2. オーディオ・システム設計者
  3. アナログ電子回路設計者
  4. A-D変換システム回路設計者
  5. 電気・電子系学生

講演の目標

  1. $\Sigma\Delta$型 A-Dコンバータよる高精度アナログ信号取得回路（アナログ・ディジタル変換）の適切な構成方法の習得
  2. $\mu$Vオーダの高精度なパソコン計測システムの製作

講師紹介

略歴

  • 石井 聡（アナログ・デバイセズ）
  • 1985年　第1級無線技術士合格
  • 1986年　東京農工大学電気工学科卒業，同年電子機器メーカ入社，長く電子回路設計業務に従事
  • 1994年　技術士（電気・電子部門）合格
  • 2002年　横浜国立大学大学院博士課程後期（電子情報工学専攻・社会人特別選抜）修了．博士（工学）
  • 2009年　アナログ・デバイセズ株式会社入社，現在に至る
  • 2018年　中小企業診断士登録

  • ディジタル回路（FPGAやASIC）からアナログ，高周波回路まで多岐の電子回路の設計開発を経験．また，外部団体主催セミナの講師を多数務める

著書

  1. ［VOD/Full KIT/data］USBマルチ測定器付き！実測とシミュレーションで学ぶアナログ回路設計，ZEPエンジニアリング株式会社．
  2. ［連載全3回］計測のための24ビット$\Sigma \Delta$型A-Dコンバータ活用，ZEPエンジニアリング株式会社．
  3. ［VOD］Before After！ハイパフォーマンス基板＆回路設計 100の基本 【IoT・無線・通信編】，ZEPエンジニアリング株式会社．
  4. LTspiceで動作を見ながらOPアンプ回路を理解する，オーム社．
  5. 無線通信とディジタル変復調技術，CQ出版社．
  6. 電子回路設計のための電気/無線数学，CQ出版社．
  7. アナログ・センスで正しい電子回路計測，CQ出版社．
  8. 合点！電子回路超入門，CQ出版社．
  9. 今すぐ使えるパソコン計測USBマイコン基板，CQ出版社．
  10. ハイ・スピード・アナログ回路設計 理論と実際，CQ出版社．
  11. ハイ・パフォーマンス・アナログ回路設計 理論と実際，CQ出版社．
  12. 電気電子資格試験キャリアガイド，日刊工業新聞社．
  13. 技術士試験一発合格のきめて
  14. 6日でマスター! 電子回路の基本66，オーム社．
  15. その他，月刊 トランジスタ技術（CQ出版社） 執筆多数


キットが自宅に届いたら実習環境をセットアップしよう（準備中）

関連記事「計測のための24ビット$\Sigma\Delta$型A-Dコンバータ活用」連載全3回

第1回　高分解能$\times$高$SNR$の鍵「ノイズ・シェーピング」

高分解能を可能にするA-D（Analog-to-Digital）コンバータ（本稿では以降「ADC」と呼ぶ）である，$\Sigma\Delta$（シグマ・デルタ）型ADCの「ノイズ・シェーピング技術」について，複数の視点からそのしくみを解きほどいてみます．

$\Sigma\Delta$型ADCは1ビット・データ出力（シリアル・ビット列）を基本として動作しているにもかかわらず，なぜ高い分解能と$SNR$（Signal to Noise Ratio；信号対ノイズ比）が実現できるのか納得できるでしょう．なおこの方式を「$\Delta\Sigma$方式」と呼ぶ場合もありますが，アナログ・デバイセズでは「$\Sigma\Delta$方式」と呼んでいます．実際はどちらも同じものです．

第2回　実験研究！市販ICの内蔵ノイズ・シェーピング

$\Sigma\Delta$型ADCの初段部分，「$\Sigma\Delta$変調器」の部分だけが用意されている，アナログ・デバイセズの絶縁型$\Sigma\Delta$変調器AD7401を用いてノイズ・シェーピングのようすを実測してみます．実測により，$\Sigma\Delta$型ADCが1ビット・データ出力（シリアル・ビット列）で動作しているにもかかわらず，なぜ高い分解能と$SNR$（Signal to Noise Ratio；信号対ノイズ比）が実現できるのかさらに納得できるでしょう．

第3回　低ノイズA-D変換システムの設計

逐次比較型ADC（本稿では「SAR ADC」と呼ぶ．SARはSuccessive Approximation Register=逐次比較）で生じる量子化誤差電圧（量子化ノイズ）の大きさを示し，ここからアナログ・フロントエンド（センサからADCの入力までのアナログ回路．以降AFEと呼ぶ）も含めて，適切なADCの選定基準とシステム全体でノイズ性能を最適化する方法について説明します．

［参考］実習キット一式の購入方法：お問い合わせはDigiKeyまで

実習キット購入の流れ

  1. ログイン・会員登録（無料）
    • DigiKeyトップページにアクセスし，右上の「ログインまたは登録」をクリック．
    • 初めてDigiKey を利用する場合，または会員登録していない場合は，まずは会員登録申請を行う．既に会員登録済みの場合はログインする．
      ※ゲスト購入も可能ですが，コースA受講者の購入情報確認ができない場合もあるため，会員登録されることを推奨します．
  2. 商品検索とカートに追加
    • 部品リストからカートに追加
    • 実習キット一式の部品リストを開く．必要な製品と数量は入力済みのため，すべて選択してカートに追加
    • 「レジへ進む」をクリック
  3. 配送先・請求先情報の入力
    • 配送先住所を入力　※ログインしている場合は登録情報が自動表示されます
    • 請求先と配送先が同じ場合は，チェックを入れる
    • 請求先と配送先が異なる場合は，請求先住所を入力
  4. 輸出情報入力
    • お客様の利用状況によっては，追加の質問項目が表示される
    • 表示された場合は，案内に従って回答する
    • 表示されなかった場合は，そのまま次の手順に進む
  5. 発送方法の選択
    • 希望の発送方法を選択する
      ※関税・諸費用込みのUPSの利用を推奨します．
  6. 支払い方法の選択
    • デジタルウォレット，クレジットカード，銀行振込，信用口座より選択
      ※詳しくはこちらをご参照ください．
  7. 注文内容の最終確認
    • 商品・数量・金額・配送先・支払い方法を確認
    • 「ご注文」ボタンを押すと，注文完了
  8. 発注番号の確認
    • 発注番号は注文完了画面，または登録メールアドレスに届く注文確認メールから確認可能
      ※この発注番号はセミナ申込時に必要となるため，控え忘れや入力間違いにはご注意ください．

お問い合わせ

ご不明な点がございましたら，お気軽に下記DigiKeyカスタマーサポートまでお問い合わせください．

注意事項

  • 納期・在庫状況は注文時にご確認ください．
  • クレジットカード名義や請求先情報に誤りがあると決済できない場合があります．
  • （法人のお客様）請求書払いをご希望の場合，審査に時間がかかることがあります．


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