ADC模拟数字转换器

一、简介

ADC即模拟数字转换器（英语：Analog-to-digital converter）是用于将模拟形式的连续信号转换为数字形式的离散信号的一类设备。

ADC 用于将模拟值从现实世界转换为数字值，如1和0。那么这些模拟值是什么？这些是我们在日常生活中看到的，比如温度、速度、亮度等。但是ADC 能否将温度和速度直接转换为0和1等数字值？当然不是。ADC只能将模拟电压值转换为数字值。 因此，无论我们想要测量哪个参数，都应该先将其转换为电压，这种转换可以在传感器的帮助下完成。例如，为了将温度值转换为电压，我们可以使用热敏电阻，同样，为了将亮度转换为电压，我们可以使用LDR。一旦转换成电压，我们就可以在ADC的帮助下读取。

基本原理：它分为采样， 保持， 量化和编码四个步骤

1. 采样：这一步骤涉及周期性地采取模拟信号的瞬时值，得到一系列的脉冲样值。采样周期的长短决定了转换结果的精确度。根据奈奎斯特采样定理，采样频率应大于或等于输入模拟信号频谱中最高频率的两倍，以确保转换的准确性。

2. 保持：在连续两次采样之间，为了使前一次采样所得信号保持不变，以便进行量化和编码，需其保存起来。这通常通过采样-保持电路实现， 该电路由存储样值的电容、场效应管及电压跟随运算放大器组成，确保在采样停止期间电容上的电压基本保持不变。

3. 量化：量化是将采样-保持电路的输出信号按照某种近似方式归并到相应的离散电平上，也就是将模拟信号在取值上离散化的过程。离散后的电平称为量化电平，量化误差的大小取决于ADC的分辨率。

4. 编码：编码是将量化后的结果（离散电平）用数字代码（如二进制数）来表示。编码的本质是输出一串数字代码，这个代码会尽可能地接近当前采样到的模拟值。不同的量化方式决定了编码的规则。

 

 A/D转换器的主要技术指标:

1. 测量范围。决定了外接的设备其信号输出电压范围

2. 分辨率。输出二进制数的位数表示，位数越多，误差越小，转换精度越高。

3. 转换速度。转换速度是指A/D转换器完成一次转换所需的时间

4. 采样时间。保持某一时刻的外部信号，保持时间就是采样时间

5. 采样率。在一秒的时间内采集多少次