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アナログフロントエンドについての概要、用途、原理などをご説明します。また、アナログフロントエンドのメーカー13社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。アナログフロントエンド関連企業の2025年1月注目ランキングは1位:STマイクロエレクトロニクス株式会社となっています。
アナログフロントエンドとはセンサなどの信号を検出するデバイスとデジタル信号処理のデバイスをつなぐアナログ回路セットです。
Analog Front Endの頭文字から、AFEと呼ぶこともあります。アナログフロントエンドの主な役割はセンサから出力したアナログ信号をデジタル回路とつなぐために調整することであるため、信号調整回路と呼ばれることもあります。
センサなどで検知したアナログ信号は非常に弱く、雑音成分が数多く含まれている場合が多いため、このアナログ信号のノイズ除去や増幅などの調整をする必要があります。
アナログフロントエンドの使用用途は、各種センサモジュールの制御に用いられます。
現在はIoTの時代と呼ばれることがしばしばあり、数あるセンサモジュールの中でもIoTセンサモジュールはIoTの時代に重要な役割を担います。基本的なシステム構成は、物理現象をアナログ値としてセンサを用いて検出し、デジタル信号に変換した後にマイコンでデジタル処理してから無線通信チップでクラウドにアップするという流れです。
この構成の中でセンサや無線通信チップとともに重要な役割を担うものがアナログフロントエンドです。IoTセンサモジュールの性能を高めるためには、センサの特性を極力引き出しながらデジタル処理ができるようにAFEを適切に設計する必要があります。
アナログフロントエンドの原理は、センサ出力値のアナログ情報とデジタル回路を正確につなげるための各種の回路的な工夫にあります。具体的には、一般のセンサ出力はノイズが多く信号自体が微弱であるためノイズ除去や信号増幅用のフィルタやアンプを用いる必要があります。必要な回路はAFEに集積された後アナログ信号からデジタル値へ変換用のA/Dコンバータと一体化されます。
A/DコンバータはデルタΣ変調を用いたタイプが一般に用いられ、回路規模は扱うデータ量に応じて16bitから32bit程度までが通例です。アンプ回路にはインスツルメンテーションアンプやオペアンプ、トランスインピーダンスアンプなどが挙げられ、広範囲なセンサ信号の調整のため何段階かの切り替え機能や利得調整機能などを有しています。
AFE自体はSPIなどのシリアル通信制御のためのデジタル回路で動作する必要があり、そのためのシリアルインターフェイス用デジタル回路も具備されています。
参考文献
https://ednjapan.com/edn/articles/1305/20/news010.html
http://sp.chip1stop.com/interview-cypress-chip/
https://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/wp/pflex-wp001_-ja-p.pdf
https://ednjapan.com/edn/articles/1305/20/news010.html
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
2025年1月の注目ランキングベスト1
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| 1 | STマイクロエレクトロニクス株式会社 |
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