特別技術コンテンツ　|　真の性能を引き出す「アナログ-ディジタル変換」を完全マスター

このたびDigiKeyは、Analog Devices Japanと共同制作した、高性能なアナログ-ディジタル変換システムの設計技術を体系的に学べる特別技術コンテンツ 第2弾を公開しました。

現代の組み込みシステムでは、A-Dコンバータは温度や圧力、電流、振動、音声などのアナログ信号を正しくディジタル信号に変換するための重要な中核部品です。どれほど高性能なマイコンやFPGA、AIアルゴリズムを使っても、変換が正確でなければシステムの性能は発揮できません。

本コンテンツでは、理論を学び、設計力へと昇華させ、実践的なノウハウを身につける、という「3ステップ」で学ぶことで、A-Dコンバータの真の性能を引き出せる設計力を習得できます。

特別技術コンテンツ 第1弾「読んで、見て、やって身につく！アナログ回路 3ステップ習得法」

第1弾では、アナログ回路の基礎から実践・実測までをしっかり学べます。A-Dコンバータの性能を最大限に引き出すには、位相余裕からループ・ゲイン、安定性、位相補償、負荷応答に至るまで、前段のOPアンプ回路や電源回路の品質が極めて重要です。第2弾をより深く理解するための土台として、まずは第1弾からご覧いただくことをおすすめします。

第１弾はこちら
ステップ１：技術連載 ステップ２：ハンズオンセミナ ステップ３：YouTube動画シリーズ

ステップ１：技術連載「計測のための24ビットΣΔ型A-Dコンバータ活用」（全3回）

ステップ１は、 A-Dコンバータの本質を理解することから始まります。Analog Devicesのプリンシパル・エンジニアである石井 聡氏が、ΣΔ（シグマ・デルタ）型A-Dコンバータのノイズ・シェーピング原理、量子化ノイズの扱い、SNRと分解能の関係、SAR A-Dコンバータとの比較など、単なる使い方ではなく「なぜそうなるのか」を解説します。

第1回
高分解能×高SNRの鍵「ノイズ・シェーピング」

量子化ノイズがどのように高周波側へ押しやられ、後段のディジタル・フィルタで除去されるのかを、数式とスペクトルの両面から解説します。1ビット変調器とデシメーション処理で、16～24ビット相当の分解能が得られる理由も直感的に理解できます。

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Image of Part 1: The Key to High Resolution and High SNR: Noise Shaping

第2回
実験研究！市販ICの内蔵ノイズ・シェーピング回路

アナログ・デバイセズの技術を題材に、ΣΔ変調器の出力やスペクトル解析を通してノイズ・シェーピングの効果を可視化します。実データで量子化ノイズの高域移動を確認することで、理論を実感できます。

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Image of Part 2: Experimental Study: Noise Shaping Circuits in Commercial ICs

第3回
低ノイズA-D変換システムの設計

SAR A-DコンバータやAFEを含むシステム全体のノイズ設計も扱います。OPアンプ入力換算ノイズや信号源抵抗の熱雑音、帯域設計、ナイキスト帯域内ノイズ管理など、「システムとしての分解能」を最適化する設計指針を示します。

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Image of Part 3: Designing a Low-Noise A/D Conversion System

 

記事で紹介されたIC / 組み合わせて使える推奨IC　

 

Image of ADI AD7401

AD7401

アナログ入力を1ビット・データ・ストリームに変換する2次ΣΔ変調器

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Image of ADI ADA4941-1

ADA4941-1

外付け抵抗1つでゲイン設定が可能な18ビットADC向けの単電源・レールtoレール出力差動ドライバ

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ADR4550

広い温度範囲で低ドリフト、低ノイズ、高精度、長期安定性を発揮する5V出力の電圧リファレンス

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Image of ADI AD8429

AD8429

広いゲイン帯域幅、同相信号除去比、 1nV/√Hzの低ノイズ性能を備える医療機器、精密計測向け計装アンプ

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Image of ADI AD7124-4

AD7124-4

温度、圧力、流量などの高精度計測向けの低ノイズ・低消費電力の4チャネル24ビットΣΔ型A-Dコンバータ

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Image of ADI AD8210

AD8210

入力同相範囲-2～+65Vの双方向の電流計測に対応する電流シャント・アンプ車載、通信、モータ制御向け

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Image of ADI AD7944

AD7944

高リニアリティ、低ノイズ性能を備える14ビット、2.5MSPSの通信や医療機器向け高速A-Dコンバータ

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Image of ADI ADA4841-2

ADA4841-2

低ノイズ(1.1nV/√Hz)と低歪み性能を備えるレールtoレール出力の高分解能ADCの駆動用デュアルOPアンプ

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LT1128

低ノイズ(0.85nV/√H @1kHz)と広い帯域幅(10MHz)を備えるオーディオ/物理計測向けOPアンプ

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ステップ2：ハンズオンセミナー「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」

今回のハンズオンセミナーでは、 Analog Devicesのプリンシパル・エンジニアである石井 聡氏を招き、実際に評価ボードを動かしながら、スペクトル解析やSNR比較を体験し、理解を深めます。24ビットΣΔ型A-Dコンバータ・キット とUSBマイコン（ラズベリーパイPico）などを用いて、実際にΣΔ型A-D変換システムを構築します。条件を変えて結果を比較し、その因果関係を考えることで、理論を手と目の両方を使って、体験しながら理できます。

フルキット実習コースA申込者には、講師がこのセミナーのために設計した講義テキスト、各種ソースコード、回路シミュレーション用ファイルなど、ここでしか手に入らない貴重な資料が提供されます。受講コースの詳細は、セミナ募集ページ（外部サイト： ZEPエンジニアリング）をご確認ください。

Image of Ready-to-Use 24-bit Analog-to-Digital Conversion All-in-One Kit for Measurement

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

～ΣΔ 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＆データ解析タ～

  • 開催日時：2026年5月22日(金)　10:00～17:00
    （2026年5月23日～5月29日まで、録画受講可能）
  • 受講方法：Zoomによるオンライン受講
  • 受講コース
    • 【コースA】 フルキット実習コース（実習キット一式をご用意いただくコース）
    • 【コースB】 無料視聴コース

受講申し込み

ステップ３：DigiKey日本公式YouTubeチャンネル動画シリーズ
「実験ビフォーアフター！匠の電子回路設計～失敗回路が覚醒！LTspiceシミュレーションで性能磨き～」（全5回）

技術連載とハンズオンセミナーに続き、Analog Devicesのプリンシパル・エンジニアである石井 聡氏が、A-Dコンバータ性能を支えるOPアンプ前段回路や電源回路の安定性・位相余裕・補償設計までを実践的に解説します。さらに、動画内で解説しているLTspice回路データも無料公開！ダウンロードすれば、実際にシミュレーションを体験しながら学べます。

DigiKey日本公式YouTubeチャンネルでは、他にも、日本の学生やフレッシャーズからエキスパートまで幅広い層のエンジニアに向けて、エレクトロニクスの基礎から応用まで多様なコンテンツを公開しています。ぜひチャンネル登録、通知設定をお願いします。

※本動画シリーズは、ハンズオンセミナー終了後より順次公開予定です。

 

Image of YouTube Series Coming Soon image

第1回　 LTspiceで評価する電源回路や
OPアンプ回路の安定性（基礎）

公開日：近日公開

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第2回　LTspiceで評価する電源回路や
OPアンプ回路の安定性（位相余裕とは）

公開日：近日公開

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第3回　LTspiceのFRA機能と電源回路の
安定性評価

公開日：近日公開

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第4回　LTspiceでOPアンプ回路の安定性評価

公開日：近日公開

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第5回　帰還系の安定性向上のための位相補償

公開日：近日公開