サンプリング・レート：これだけは知っておきたいアナログ用語
サンプリング・レート
サンプリング・レート（sampling rate）とは、アナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータにおいて、1秒間に実行する標本化（サンプリング）処理の回数のこと。サンプリング周波数、標本化周波数、サンプル・レートとも呼ばれる。単位にはサンプル/秒（sps）、もしくはHzが使われる。
A/Dコンバータには、極めて重要な性能が2つある。1つは分解能。もう1つが、このサンプリング・レートである。分解能は電圧軸（縦軸）方向の変換の細かさ、サンプリング・レートは時間軸（横軸）方向の変換の細かさを表す。従って、それぞれの性能ともに、大きければ大きいほど（高ければ高いほど）優れていることになる。
fs/2以下の入力信号なら標本化できる
サンプリング・レートが高ければ、より高速なアナログ入力信号をデジタル値に変換できる。ただし、変換できるアナログ入力信号の周波数には制限がある。サンプリング・レートをfsとすると、標本化可能な周波数はfs/2となる。この周波数以下であれば、標本化後に、元のアナログ入力信号を復元することが可能だ。この関係を標本化定理（サンプリング定理）、fs/2の周波数をナイキスト周波数と呼ぶ。
どの程度のサンプリング・レートが必要なのか。それは、A/Dコンバータを適用する用途によって異なる。例えば、オーディオ機器であれば数十k〜数Mサンプル/秒（Hz）、画像処理機器であれば数十〜数百Mサンプル/秒（Hz）、通信機器であれば数十〜数Gサンプル/秒（Hz）、高精度計測器であれば数k〜数Mサンプル/秒（Hz）、高速計測器であれば数十M〜数Gサンプル/秒（Hz）のA/Dコンバータが使われる。
図1 サンプリング・レートが1.8Gサンプル/秒と高いA/Dコンバータを2つ集積したテキサス・インスツルメンツ（TI）のADC12D1800RF現在、高速なA/Dコンバータとしては、サンプリング・レートが数Gサンプル/秒と高いICが製品化されている。例えば、テキサス・インスツルメンツ（TI）の「ADC12D1800RF」がある。分解能は12ビット。サンプリング・レートが1.8Gサンプル/秒と高いA/Dコンバータを2つ集積している。これをインターリーブ（時分割）動作させることで、3.6Gサンプル/秒のA/Dコンバータとして使えるほか、1.8Gサンプル/秒で動作するデュアルのA/Dコンバータとしても利用できる。広帯域通信機器やレーダー機器、テスト/計測機器などに向ける。
Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.
提供：日本テキサス・インスツルメンツ株式会社
アイティメディア営業企画／制作：EDN Japan 編集部／掲載内容有効期限：2014年3月31日
設計に役立つヒント集
宮崎 仁のQ＆Aでよく分かるマイコン基礎の基礎：
第24回 割り込みっていろいろあるのですか？どんな種類があるか教えてください。
今回は、外部割り込み、内部割り込み、ソフトウェア割り込みについて詳しく解説しています
●全文を読む
電源IC選択のヒント集
電源IC 使用時の注意点をわかりやすく説明しているほか、使用時に発生する可能性のあるさまざまなトラブルとその対処法についても紹介しています。ぜひご利用ください。ダウンロードには myTI アカウントが必要です。
●Part 1をダウンロード
●Part 2をダウンロード
アナログ回路設計式一覧ポケット・ガイド
日本語版 PDF
英語版で高い評価を受けてきたポケット・ガイドの日本語版が完成しました。基板レベルやシステム・レベルの回路設計でよく使われるアナログ設計式を紹介しています。ダウンロードには myTI アカウントが必要です。
●ダウンロード
facebook ＆ twitter
ITmediaはアイティメディア株式会社の登録商標です。