サンプル＆ホールド型A-Dコンバータのサンプリング時間はどうやって決めるの？：Q&Aで学ぶマイコン講座（12）（1/3 ページ）

マイコンユーザーのさまざまな疑問に対し、マイコンメーカーのエンジニアがお答えしていく本連載。12回目は、中級者の方からよく質問される「サンプル＆ホールド型A-Dコンバータのサンプリング時間はどうやって決めるの？」についてです。

[菅井賢（STマイクロエレクトロニクス），EDN Japan]

　素朴な疑問から技術トラブルなどマイコンユーザーのあらゆる悩みに対し、マイコンメーカーのエンジニアが回答していく連載「Q&Aで学ぶマイコン講座」。

　今回は、中級者から多く寄せられる質問です。

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　マイコンに搭載されているサンプル＆ホールド型A-Dコンバータを使おうと思いますが、サンプリング時間をいろいろ選択できると聞きました。サンプリング時間はどうやって決めるのですか？

　サンプル＆ホールド型A-Dコンバータは、測定したい電圧を一度、内部のコンデンサを使って取り込み（サンプリングし）、実際の変換はこのコンデンサの電圧を使って行うという原理です。したがって、このサンプリング処理が十分でないと正確な変換ができません（図1参照）。

図1 サンプル＆ホールド型A-Dコンバータの原理 （クリックで拡大）

　一般的に、内部で電圧を保持するためにコンデンサが使われているため、コンデンサの充電時間がサンプリング時間になります。

　コンデンサは、被測定電圧源から充電経路の抵抗成分R（被測定電圧源の出力抵抗成分も含む）経由で充電されます。その時のコンデンサの両端の電圧Vは図1（a）で示す計算式になります。したがって、ユーザーは、抵抗成分Rとコンデンサ成分Cを知っていなければなりません。Cはマイコンのデータシートに記載されていますが、Rは被測定電圧源の出力抵抗成分と配線の抵抗成分になりますので、ユーザー自身で調べる必要があります。

　RとCが明確になったら、図1（a）に当てはめ、tを逆算するとサンプリング時間が求められます。