エンベデッドシステムスペシャリスト 2009年 午前2 問15
問題文
センサが出力するアナログ電圧をマイコンに取り込むための構成として、適切なものはどれか。
選択肢
ア：
イ：
ウ：（正解）
エ：
🔒 解説は解答すると表示されます
アナログ信号の取り込み【午前2解説】
正解の理由
センサが出力するのは、連続的に変化するアナログ電圧です。マイコンはデジタル値として信号を扱うため、取り込む前にA/Dコンバータでアナログ信号をデジタル信号へ変換する必要があります。
また、OPアンプは信号の増幅や電圧の調整、信号源の影響を抑えるために使われます。そのため、基本的な流れは「センサ → OPアンプ → A/Dコンバータ → 入力レジスタ」です。この順序になっているウが適切です。
解法ステップ
- センサの出力がアナログ電圧であることを確認します。
- マイコンが扱えるデジタル信号にするため、A/Dコンバータが必要だと判断します。
- OPアンプはアナログ信号を扱うため、A/D変換より前に配置します。
- 変換後のデジタル値を入力レジスタに取り込む構成を選びます。
選択肢別の誤答解説
- ア：A/Dコンバータの後にOPアンプがあります。A/D変換後はデジタル信号なので、アナログ信号を扱うOPアンプをこの位置に置く構成は適切ではありません。
- イ：D/Aコンバータはデジタル信号をアナログ信号に変換する装置です。アナログ電圧をマイコンに取り込む目的とは逆方向です。
- ウ：OPアンプでアナログ信号を調整した後、A/Dコンバータでデジタル値に変換し、入力レジスタに取り込みます。
- エ：D/Aコンバータを使用しており、変換方向が目的と逆です。また、センサのアナログ出力を入力レジスタに取り込む構成になっていません。
よくある誤解
- A/D変換とD/A変換を取り違えること：A/Dはアナログからデジタル、D/Aはデジタルからアナログへの変換です。
- OPアンプをデジタル信号の増幅器と考えること：一般にOPアンプは、アナログ信号の増幅や調整に使われます。
- A/D変換の前後を逆にすること：アナログ信号の調整はA/D変換の前、変換された値の保存はその後です。
補足コラム
OPアンプは、センサの出力電圧が小さい場合に増幅したり、A/Dコンバータが扱いやすい電圧範囲に調整したりします。ただし、実際の装置ではセンサの特性や回路構成に応じて、OPアンプを省略する場合もあります。この問題では、アナログ信号の調整をA/D変換より前に行う点がポイントです。
FAQ
Q. センサから出た電圧を、そのまま入力レジスタに入れられませんか？
A. 一般的なマイコンの入力レジスタはデジタル値を扱うため、アナログ電圧を取り込むにはA/D変換が必要です。
A. 一般的なマイコンの入力レジスタはデジタル値を扱うため、アナログ電圧を取り込むにはA/D変換が必要です。
Q. OPアンプは必ず必要ですか？
A. 必ずしも必要ではありません。センサの出力レベルやA/Dコンバータの入力条件によって、増幅・調整が必要な場合に使用します。
A. 必ずしも必要ではありません。センサの出力レベルやA/Dコンバータの入力条件によって、増幅・調整が必要な場合に使用します。
Q. D/Aコンバータはどのようなときに使いますか？
A. マイコンが出力するデジタル値を、音声や電圧などのアナログ信号に変換するときに使います。
A. マイコンが出力するデジタル値を、音声や電圧などのアナログ信号に変換するときに使います。
関連キーワード: A/Dコンバータ、D/Aコンバータ、OPアンプ、アナログ信号、入力レジスタ
\ せっかくなら /
エンベデッドシステムスペシャリストを
クイズ形式で学習しませんか？
クイズ画面へ遷移する→
すぐに利用可能！