高速スキャンのときは（１）ゴースト、（２）雑音が問題になる！

隣接チャンネル間クロストークによるゴースト発生の様子（ADM-686zPCI）

	（測定条件） 信号源インピーダンス＝１０Ω以下、 レンジ：±１０ｖ、切り替え速度：５μｓ/ch ■左上はチャンネル０に入力された±１０ｖ、 ■左下はチャンネル１（０ｖ入力）に現れた ゴースト：約±１ｍｖ（これは優秀な値！） ■右下はチャンネル１入力を本ボード独自の 自動マルチサンプル＆平均機能で５回処理 されたデータ。（雑音が約１／３に減少。）

（１）ゴーストの実態 （隣接チャンネル間）クロストークが原因で、これは入力切り替えに使用される素子の 性能、入力切り替え（スキャン）速度、信号源インピーダンス、および入力ケーブル長に 依存します。　切り替え（スキャン）速度が速いほどクロストークは大きくなるので普通は 低速ＡＤボードの方が良い結果となります。 高速ＡＤボードでクロストークを改善するには入力切り替え回路に高性能（高速）素子を 使用すること、また各入力ごとに専用のバッファアンプで低インピーダンス変換してから 切り替えるなどの配慮が必要です。 特に問題になるのは複数チャンネル切り替え型の高速１６ビットＡＤボードです。

表（１） 代表的な高速・高分解能ＡＤボードのクロストーク測定値 製造者 製品名 分解能 切替速度 条件<1> 条件<2> 条件<3> 条件<4> 国内Ａ （某500KHz機） 16bit 2μs/ch −７４ｄＢ −５４ｄＢ −１３ｄＢ Woow 当社 ADM-686z/687zPCI 16bit 5μs/ch −８２ｄＢ −７７ｄＢ −４３ｄＢ −３０ｄＢ 当社 ADM-681PCI 14bit 1μs/ch −６７ｄＢ −６５ｄＢ −６３ｄＢ −６２ｄＢ 当社 ADM-676/677PCI 16bit 5μs/ch −８４ｄＢ −７９ｄＢ −５３ｄＢ −３６ｄＢ ■共通条件：ＡＤボードへは３ｍ長の両入力共通シールドケーブルで接続、 ★測定条件<1>は前チャンネル±１０ｖ、次チャンネル０ｖ入力（インピーダンス＝１０Ω）、 ★測定条件<2>は前チャンネル±１０ｖ、次チャンネル０ｖ入力（インピーダンス＝１ＫΩ）、 ★測定条件<3>は前チャンネル±１０ｖ、次チャンネル０ｖ入力（インピーダンス＝５ＫΩ）、 ★測定条件<4>は前チャンネル±１０ｖ、次チャンネル０ｖ入力（インピーダンス＝１０ＫΩ） ■表（１）から ＡＤＭ−６８１ＰＣＩは良条件<1>のとき比較機中最低ですが、これは最も切替速度が速い ためで、以下条件が悪くなってもクロストークの悪化が僅かにとどまっているのはアナログ 入力チャンネル毎に個別のバッファアンプで受けて（信号源インピーダンスを下げて）から 切り替える方式によるものです。 ＡＤＭ−６８６ｚ／６８７ｚＰＣＩとＡＤＭ−６７６／６７７ＰＣＩは切り替え素子に市販品中で 最高速のものを採用しており全般的に良い結果となっています。 特にＡＤＭ−６８６ｚＰＣＩはオンボードオプションのアナログ入力チャンネル個別バッファ アンプ・モジュールを追加することで条件が悪くなったときのクロストーク悪化を僅かにする こともできます。

ソフト制御によるチャンネル別のゲイン設定・レンジ設定なども同様の問題をはらんで おり、入力切り替え型の高速ＡＤボードでは慎重な設計が必要な部分です。 ＜現実的対策（１）＞ 必要な仕様を満足する中から“遅いボード”を選ぶと良いかもしれません。 価格も安いと思われますし。　高速は低速を兼ねないこともあるのです。 ＜現実的対策（２）＞ 当社も含めて多くのメーカーには購入前評価用の貸し出し制度がありますから お手元でテストするのが一番です。 ＜現実的対策（３）＝当社希望＞ １６ビット／２００ＫＨｚまでなら当社製ＡＤＭ−６８６ｚ／６８７ｚＰＣＩも検討してください。 両機に使用している高速マルチプレクサ素子は市販品中最高速で、隣接チャンネル間 クロストークは−８２ｄＢ／表（１）／が得られます。 さらに被測定信号源のインピーダンスが高かったり、信号接続ケーブルが長い場合は オンボードオプションの各チャンネル個別バッファアンプモジュールの決め手も用意 されています。

（２）雑音を除去したい １６ビットは精度が命！、雑音退治は腕の見せどころです。 普通に使用される逐次比較型やフラシュ型のＡＤ変換素子は瞬時値を捉える性格から、 システム内で発生する雑音や入力信号に乗ってくる雑音も合わせてＡＤ変換します。 パソコン用１６ビット分解能ＡＤボードの場合、内部雑音は±４ＬＳＢ（＝８ｄｉｇｉｔ幅）程の バラツキとして観測できます。（アナログ入力端をグランドに直接接続して測定する。） ■雑音を低減させる方法はハード処理ならローパスフィルタや絶縁アンプ、 ソフト処理なら移動平均やデジタルフィルタ処理が定番となりますが、 ハード処理は高コスト、ソフト処理には時間を要するなどの制約があります。 ■当社製ＡＤＭ−６８６ｚ／６８７ｚＰＣＩには 通常、１クロックに１回サンプリングのところを複数（指定）回サンプリングして自動平均 処理する機能があり大幅な雑音除去効果を期待できます。　例えば８回平均を指定する と雑音は１／３〜１／４に低減します。 また複数回の繰り返し周期もプログラマブルなので、既知の雑音周期にあわせて積分 するような動作も可能です。

自動マルチサンプリング＆自動平均処理による雑音低減の様子（ADM-686zPCI）

１クロックに１回のサンプリング値をプロット	１クロックに８回の自動サンプリング＆自動平均処理してプロット

（追伸） 当社製ＡＤＭ−６８６ｚＰＣＩのアナログ入力は、 モジュール化（標準出荷状態はストレート接続）されており、任意のユーザ回路を追加 実装できる構造です。　またオプションでチャンネル個別バッファアンプ、ゲインアンプ、 分圧バッファアンプ、同時サンプルホールドなどのオンボードモジュールが用意されて います。　各モジュールは入力切り替え前のシグナルコンディショニングで、インピー ダンスの低いオペアンプ出力ですから、ＡＤボード内の高速スキャンによる信号品質 （精度、クロストーク）の悪化に加担しません