デジタル-アナログ変換回路
デジタル-アナログ変換回路（デジタル-アナログへんかんかいろ、D/A変換回路 digital to analog converter）は、デジタル電気信号をアナログ電気信号に変換する電子回路である。D/Aコンバーター（DAC（ダック））とも呼ばれる。
また、デジタル-アナログ変換（デジタル-アナログへんかん、D/A変換）は、デジタル信号をアナログ信号に変換することをいう。
逆はアナログ-デジタル変換回路である。集積回路化されている。
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| 名称 | サンプリングレート(Hz) | 分解能(bit) | 特徴 | 用途 |
|---|---|---|---|---|
| 抵抗ラダー型 | 10M～DC | 12～6 | 小面積、低消費電力 | サーボ、制御 |
| 抵抗ストリング型 | 1M～DC | 12～6 | 小面積、低消費電力 | 電子ボリューム、制御 |
| 電流出力形 | 1GHz～DC | 14～8 | 高速 | 映像信号処理、通信 |
| デルタシグマ形 | 10M～100K(オーバーサンプリング) | 24～18 | 高分解能 | 音声処理 |
目次 |
[編集] 原理
[編集] パルス幅変調型
2進数データをパルス幅変調データに変換し、その出力をローパスフィルタに通してパルス周波数による高周波成分を除去する。
パワートランジスタによるスイッチングの直後にLCローパスフィルタを挿入すると、リニアアンプ無しに低損失大出力DA変換を実現でき、そのままスピーカーやモーターを直結できる（D級アンプ、チョッパ制御）。
[編集] デルタシグマ型
デジタル入力を時間方向に補完してサンプリング周波数を数十倍にする（オーバーサンプリング）。この出力をデルタ・シグマ・モジュレータを通すことで低ビットのオーバーサンプリングデータにする。デルタ・シグマ・モジュレータの目的はAD変換の場合と同じだが、高ビットのデジタル入力を、デジタル処理によって低ビットの「ディザ化」されたデジタル出力にする。1bit出力であればパルス幅変調と似た出力になるが、デルタ・シグマ・モジュレータにより、より良いパルス波形になる。
この低ビット出力をDA変換し（1bitの場合は出力電力が足りればそのままでもよい）、パルス幅変調型と同様にローパスフィルタに通すことで折り返し雑音（エイリアス）成分や量子化誤差成分を除去して、アナログ出力とする。
[編集] 抵抗ストリング型
bitの場合は
個の抵抗を直列に接続し、アナログスイッチで必要な箇所に接続する。デジタルポテンショメータとして使われる場合もある。
[編集] 抵抗ラダー型
オペアンプによる演算機能を用い、抵抗のオンオフや電圧印加から目的の電圧を得る。R-2Rラダー型抵抗回路によるものが有名である。
[編集] 容量アレイ型
ビットに応じて重み付けをしたコンデンサを充電し、全体の電圧を測定する。
[編集] 電流出力型
ビットに応じて重み付けした抵抗を、スイッチを介して並列接続する。ここに一定の電圧をかけると、総電流量はスイッチでオンした抵抗に流れる電流の総和となり、結果として2進数値に比例する電流が流れる。ビット数だけの抵抗とスイッチが基本構成であり、高速化が容易である。
通常は電流出力を電圧に変換して利用する。ここで変換係数を自由に設定出来る変換回路を使用すると、出力＝（自由に設定出来る離散化単位電圧）×（デジタル入力）という、全体としてはアナログとデジタルの乗算を実現する回路になる（乗算型）。
[編集] RAMDAC
特にIBM PC/AT互換機に使用するビデオカードにおいて用いられる、映像信号処理用DACをRAMDACと呼ぶ。Color Lookup Translation(CLUT)を行う為の792バイトのメモリを持ち、インデクスカラー256色を最大1680万色のいずれかに変換する(パレット変換)機能を持つ。インデクスカラーによる表示は主にゲームに使われたが、WindowsとDirectXの普及により使われなくなった。しかし、CLUTの機能は表示のブライトネス・コントラスト・γ補正に技術的に転用が容易であった事から、現在の市販されているビデオカードはCLUTに加え各チャンネルごとの発色特性を補正できるRAMDACを搭載している。2011年現在市販されているビデオカードではRAMDACはGraphics Processing Unitに吸収内包され、単体パッケージとしてビデオカード上に見ることはできない。
[編集] オーディオ機器としてのDAC
CDプレーヤーやSACDプレーヤー、PC等のデジタル機器の内部でDA変換を行うと、その産物である音にノイズが乗りやすいとされる[要出典]。このため、DAC変換を別のコンポーネントに担当させることがある。この機器をその機能からDAC、外部DACと通称する。機器からDACへの信号の転送にはS/PDIFが多く用いられる。高級機では信号のジッタ（時間軸のわずかな揺れ）の影響を排するためにIEEE 1394で接続したり、さらなる高精度を用いる場合にはS/PDIF同軸ケーブルで接続された機器同士で、クロックを同期させる機構を併用したり外部クロックジェネレータを利用する場合もある。なお、内部のDACを用いずに専らデジタルデータの送出のみに利用されるプレーヤーはトランスポートと呼ばれる。
