平成27年秋期試験午前問題 問4

アナログ電圧をディジタル化した後に演算処理することの利点として,適切なものはどれか。

  • アナログからディジタルへの変換では誤差が発生しない。
  • 演算結果が部品精度,温度変化及び外来雑音の影響を受けにくい。
  • 数値演算において丸め誤差が発生することはない。
  • 電圧が変化してから演算結果を得るまでの遅延時間が発生しない。
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分野:テクノロジ系
中分類:基礎理論
小分類:情報に関する理論
アナログ電圧は、値が時間的に連続的に変化する波として表されます。ディジタル値への変換は、ある一定周期ごとにサンプリングした電圧値を8ビット(256段階)、10ビット(1,024段階)などで表現することで行います。

例として0V~8Vの範囲で変化するアナログ電圧を2ビットのディジタル値に変換する場合を考えてみます。2ビットでは「00」「01」「10」「11」の4種類のビットパターンを表現できるので、次のように4段階に分けて数値化します。
  • 2V以下 → 00
  • 2V超~4V以下 → 01
  • 4V超~6V以下 → 10
  • 6V超~8V以下 → 11
アナログ値では外来ノイズが測定される値にダイレクトに影響しますが、ディジタル化ではある一定範囲内の値はすべて同じディジタル値に変換されることになります。少々のノイズが有っても範囲内に収まっていれば変換後の値に変化はないので、ディジタル化された値はノイズの影響を受けにくい特徴があります。
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  • 本来は連続的であるはずの電圧値を非連続的である離散値で表すために誤差が生じます。
  • 正しい。
  • ディジタルで表現できる有限の値にするために演算過程で丸め誤差が生じることがあります。
  • ディジタル化に要する時間によって遅延が発生することがあります。

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