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【オーディオ知識】D/Aコンバーターって何？

2024.05.08

みなさんはD/Aコンバーターをご存知ですか？
名前に聞き覚えがない方でも、絶対にどこかで触れているものなんです。
今回はD/Aコンバーターについて詳しくご説明させていただきます。

D/Aコンバーター（DAC)とは

D/Aコンバーター（以下、DAC)とは、デジタル信号（デジタルデータ）をアナログ信号に変換する電子装置のことを言います。
DACはデジタルオーディオプレーヤーだけではなく、テレビ、携帯電話などの多くの電子機器に広く利用されています。

例えば、音声の記録・再生ではマイクや再生を行うスピーカーは基本的にアナログ信号になります。
一方で、再生の媒体として利用するCDなどはデジタル信号です。
そのため、録音時にはアナログ（マイク）からデジタル（CD）へ、再生時にはデジタル（CD）からアナログ（スピーカー）への変換が必要になります。

DACは再生時と同様のデジタルからアナログへの変換の際に利用されます。

D/Aコンバーターの原理

DACは2進法で表されたデジタル信号を入力として受け取り、それに対応するアナログ信号に変換します。
以下はその基本的なステップです。

①デジタル入力：2進法（例：1101）のデジタル信号がDACに入力される
②デコード：入力されたデジタル信号が特定の電圧に変換されるために細分化されて、解釈（デコード）される
③アナログ出力：解釈されたデジタル信号に対応するアナログ電圧を生成する。
④アナログ変換：細分化されたデジタル信号ごとに生成されたアナログ電圧を合成し、アナログ信号へ変換する

D/Aコンバーターの種類

DACは主にその構造と変換方法によって分類されます。
いくつかの一般的なタイプは以下の通りです。

①バイナリ加重型DAC

データの各部分が異なる重要度を持っており、その重要度に応じて電気の流れにくさ（抵抗）を調整します。
データの一部が重要であるほど、電気が流れにくい抵抗を使用し、その結果として異なる強さの電流が生成されます。
これにより、デジタルデータがそれぞれの重要度に基づいた正確なアナログ信号に変換されるのです。この方式は、デジタルからアナログへの変換において、精度の高い出力が求められる場合に特に有効です。

②R-2RラダーネットワークDAC

R-2RラダーネットワークDACは、デジタルからアナログへの信号変換を行う装置です。
このDACは非常に単純で精度が高く、主に二つの異なる抵抗値を使用しています。
このシステムは、異なる電気の抵抗値を交互に並べることで構成されており、「ラダー（はしご）」と呼ばれる形状をしています。
この設計により、R-2RラダーネットワークDACはデジタルデータを正確なアナログ信号に変換することができ、音声やビデオ信号の再生に広く利用されています。
また、そのシンプルな構造から、多くの電子機器に簡単に組み込むことが可能で、高い拡張性を持っています。

③ΣΔ（シグマデルタ）DAC

シグマデルタ（ΣΔ）DACは、高品質な音を再生するために使われる装置です。
この装置は、デジタル形式の音楽データ（コンピュータが理解できる言語）をアナログ形式（人間の耳が聞くことができる音）に変換します。
具体的には、非常に高速でデータのオンとオフを切り替えることで動作し、これを特殊なフィルターに通すことで、滑らかでクリアな音の電流に変えます。
このプロセスにより、デジタル音源をスピーカーやヘッドフォンを通じて私たちが楽しめる自然な音に変換することができるます。
シグマデルタDACは、その高い変換精度と音質の良さから、特にオーディオ愛好家やプロの音響設備で好んで使用されます。