マイクロコントローラの信号処理の基本的な流れ

皆さん、こんにちは。Mr.アンドロイドです。今回、マイクロコントローラの信号処理を解説させていただきます。

デジタル信号は0(OFF)または1(ON)で表される信号です。一方、アナログ信号は0または1だけでなく、より幅広い値の範囲を持っています。

マイクロコントローラはデジタルデバイスです。したがって、センサーデータがアナログ信号である場合、マイクロコントローラ内に搭載されたA/Dコンバータ（ADC）を使用してアナログ信号をデジタルデータに変換します。これにより、マイクロコントローラはデジタルデータを処理できるようになります。

次に、デジタルデータを処理するためにアルゴリズムやプログラムを実行します。これにより、データを解析、変換、制御、または他の操作を行うことができます。

一部のマイクロコントローラには、D/Aコンバータ（DAC）が搭載されており、真のアナログ信号を出力できます。ただし、D/Aコンバータはコスト的に比較的高価です。より費用対効果の高い方法として、PWMの技術を使用できます。

PWM（パルス幅変調）は、デジタル制御技術の一種で、一定の周期で信号をオンとオフに切り替えることによって、アナログ出力を模倣するデジタル手法です。信号のオン（High）状態とオフ（Low）状態の時間比率を変えることで、平均的な出力値を調整します。

$$ デューティ比 = \frac{T_{on}}{T_{on} + T_{off}} $$

実効電圧=動作電圧∙デューティ比

このように、マイクロコントローラは動作電圧を一定に保ちつつ、デューティ比を変更することで、実効電圧を変更できます。たとえば、5Vの動作電圧で、デューティ比を50%に調整すると、実効電圧は2.5Vになり、デューティ比を25%に変えると、実効電圧は1.25Vになります。

簡略化されていますが、マイクロコントローラの信号処理の基本的な流れの説明を終えさせていただきます。
最後まで読んでいただき、ありがとうございました！