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アナログ基板とは?アナログ回路とデジタル回路の違いについても解説

アナログ基板とは?アナログ回路とデジタル回路の違いについても解説

当コラムでは、アナログ回路・基板に関する基礎知識をご説明いたします。アナログ回路とデジタル回路の違いや、メリット・デメリットについてもご紹介します。

アナログ基板とは?

アナログ基板とは、アナログ回路において使用するプリント基板のことを言います。アナログ回路はデジタル回路と比較をして、非常に繊細であり雑音や温度、湿度等によって動作環境の影響を直接的に受けます。設計や製作において配慮の不足した基板を作成すると問題が発生する場合が多々あります。そのため、多くの技術関係者の方は扱いやすいデジタルの技術のみに注力をする傾向があります。しかし、近年はアナログ基板を取りまく技術が大きく発展をしてきており、デジタル電子機器においても重要さが増してきています。

アナログ基板・回路の役割

前述の通り、デジタル電子機器が広く普及していますが、デジタル電子機器においてもアナログ基板・回路の支えが必要であり今日では重要な役割を担っております。デジタル電子機器でも人間との接点はすべてアナログでやり取りをする必要があり、デジタルとアナログを切り離して考えることは出来ません。例えば、スマートフォンを保有していてもそれそのものだけでは意味をなさず人間が操作をすること様々な機能・メリットを享受することができます。

ここでは、具体的にアナログ基板・回路がどのような役割を担っているのかということをご説明したいと思います。アナログ基板・回路の役割としては下記が挙げられます。

・アナログフィルタ
・電波の変調

まずはアナログフィルタの役割に関してご説明致します。デジタル電子機器内で音声や映像の信号はアナログですが、この音声や映像をデジタルにする時に不必要な周波数成分が発生してしまいます。これをアナログフィルタによって取り除く必要があります。
次に電波の変調に関してです。テレビ・ラジオ・携帯電話では音声や映像のデータを信号として伝送するために電波を変調する必要があるのですが、この電波の変調もアナログ基板・回路によって行われます。

アナログ回路とデジタル回路の違い

次にアナログ回路とデジタル回路の違いについてご説明致します。大きな違いとして挙げることができるのは、機能の追加や修正が容易か難しいかという点です。デジタル回路は、ソフトウェアを搭載することができるため機能の修正や追加を簡単に行うことができるのに対してアナログ回路では難しくなります。
また、アナログ回路の信号は連続的に変化するのに対して、デジタル回路の信号は電圧が0、1の2つで形成されている点も異なります。
但し、最近のデジタル回路設計においては回路の動作速度が益々「ハイスピード」化してきていますので、アナログ回路分野でなくても、結果的にアナログ電子回路技術が必要とされ、最先端技術になってきています。昨今ではアナログ回路とデジタル回路が様々な形で融合されてきています。各種センサなどでアナログ信号化し、そのアナログ信号をデジタル値に変換し(A/D変換)、デジタル信号処理によりソフトウェア・数値的に計算して処理する、更に、場合によってはデジタル信号をアナログ値に変換し(D/A変換)するというのが現代のシステムです。

アナログ回路とデジタル回路のメリット・デメリット

アナログ回路のメリットとしては、連続で大雑把に信号状態を把握することができること、その他に高速処理を行うことができ、時間の遅れが少ないという点が挙げられます。デメリットとしては、信号がノイズを受けやすく不正確になってしまうこと、信号の範囲が狭いということが挙げられます。
これに対して、デジタル回路のメリットとしては、四則演算を含む数値計算を行うことができ、取扱いできる桁数が広いという点が挙げられます。デメリットとしては、信号の送信速度が遅いこと、信号状態が大まかに把握することができないということが挙げられます。

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いかがでしたでしょうか。
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