デジタルランプ（カウンタ）ADC：動作、利点、限界
階段状ランプまたは単にカウンタ ADCと呼ばれるデジタルランプコンバータは、概念的にシンプルですが固有の性能制約があります。
核心アイデアは、フリーランニングバイナリカウンタをデジタル-アナログコンバータ（DAC）に入力し、DACのアナログ出力をデジタル化したい信号と比較することです。コンパレータの出力がカウンタの停止とリセットを制御し、入力電圧に一致するデジタル値を効果的に「ロックイン」します。
クロックパルスごとにカウンタがインクリメントし、DAC電圧が離散ステップで上昇します。コンパレータはDAC出力がアナログ入力を超えたかを継続的に監視します。
入力電圧がDAC出力より高い間、コンパレータはハイのままカウンタはカウントし続けます。DAC電圧が入力を超えると、コンパレータがローに反転します。
すると2つのイベントが発生します：ロー遷移が現在のカウンタ値をシフトレジスタに「ロック」し、ADCのデジタル出力を提供；カウンタがアクティブローのLOAD信号を受け取り、次のクロックエッジでゼロにリセットされます。
こうしてADCは、DAC出力の階段状上昇で入力レベルに達すると対応するバイナリコードを取得し、サイクルを再開します。タイムドメインでの様子を以下に示します：
連続更新間隔が入力振幅によって変化することに注目してください：低い信号ではより頻繁な更新、高い信号ではより長いギャップが生じます。
多くの実用アプリケーションでは、この可変サンプリング周期は許容できません。さらに、毎回ゼロからカウントし直す必要があるため、根本的な速度制限があり、デジタルランプADCは代替のカウンタベースアーキテクチャより競争力が劣ります。
これらの欠点にもかかわらず、デジタルランプ設計のシンプルさは、最大スループットより高分解能が重要なコスト重視や教育的文脈で有用です。
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