リファレンス電圧

質問

「リファレンス電圧」とは、なんですか？

分かる方がいましたら、ご教授お願いします。

AD変換と関係があるのでしょうか？

初心者ゆえ、よろしくお願いします。

回答No.3

inara · ベストアンサー

ANo.1さんとANo.2さんとほとんど同じなのですが、AD変換器とは何かという観点で説明します。

実は、AD変換器というのは電圧を直接測定しているのではありません（！？）。
じゃあ、なぜ電圧が分かるのかというと、電圧のわかっている信号と、測定信号のどちらが大きいか比較しているからです。この「電圧のわかっている信号」というのがリファンス（基準）電圧です。

ただ、単純に比較するだけだと、基準電圧より大きいか小さいかしか分からないので、実際のAD変換器は、この基準電圧のm/n倍の電圧を内部で作って、これと入力信号と比較することで、入力電圧を求めるということをやっています。たとえば、基準電圧がVという電圧のとき、これをm/n倍したのと、入力電圧が等しくなったとすると、入力電圧はV×m/nだったということが分かります。このmやnの値を計算しているのがAD変換器なのです。ただし、mやnの値をどの範囲まで計算できるかはAD変換器によって違っていて、nが大きいほど細かい電圧まで読める（分解能が高い）AD変換器ということになります。例えば16bit分解能のAD変換器はnの値が2^16=65536あって、V×mの数値をV×m/65536刻みの精度で読めるということになります。

このように、リファンス（基準）電圧は、電圧を計算する重要な「ものさし」なので、これををいじってしまうと、AD変換器は間違った答を出してしまいます。このため、この基準電圧は、電圧の値が絶対に正確であることはもちろん、温度が変わったり時間がたっても常に同じ電圧である必要があります。

実際のAD変換器では、回路の内部でこの基準電圧を作っています（温度変化が少なくなるように工夫されています）が、使い方によっては、もっと正確で安定な電圧を基準にしたい場合があります。そのようなときは、外部の準電圧を入れることができるAD変換器もあります。

世の中のAD変換器には、m/nを計算するやりかたの違ういろいろな方法がありますが、しかし基本原理は「基準電圧と入力電圧を比較している」ことです。そのものさしとなる基準電圧がリファレンス電圧ということです。

お礼

回答ありがとうございます。
ネットでもなかなかしっくりくる答えがなく、あいまいなままでした。
丁寧な回答を頂いて、理解が深まってきました。
もっと勉強して、AD変換をマスターしようと思います。

リファレンス電圧がかなり重要であることが分かっただけでも、私には大きな前進です。

回答No.2

masudaya

簡単に言うと電子回路内の基準電圧です.
一般に電子回路の仕様は電源電圧で偏差を持ちます.
(厳しいもので±5％,ゆるいものだと2倍以上)
だからといって動作も同じような偏差を持っては困るので,電子回路内に基準電圧を作りこれを基に定電流源などいろいろな回路を作ります.
AD変換の場合まさに電圧というアナログ値を基準電圧で測ったときのディジタル値に変換するので,大いに関係あります.

お礼

回答ありがとうございます。
「電子回路の仕様は電源電圧で偏差を持ちます」って事は、お恥ずかしながら、初めて知りました。この偏差を少なくするために基準電圧（リファレンス電圧）が存在するのですね。
大変参考になりました。ありがとうございました。

回答No.1

alna_sag

何かを比較して測定する場合の基準電圧だと思います。
例えば2Vをリファレンス電圧としたとすると、5V入力された場合は、差分の3Vを使って何か処理するのではないでしょうか？
上記の値をA/D変換で置き換えると2Vのときはデジタルで0を出力し、5Vのときは3を出力するような感じだと思います。

お礼

回答ありがとうございます。
比較する電圧なのですね。
ということは、この電圧の決定が相当重要になるということですね。
そのことを頭に入れて、今後に活かして生きたいと思います。