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模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器（ADC），主要用于將連續(xù)傳輸?shù)哪M信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，便于數(shù)字系統(tǒng)（如中央處理器CPU、微控制器MCU等）對(duì)傳輸信息進(jìn)行快速處理和分析。

一、模數(shù)轉(zhuǎn)換器的基本組成

模擬信號(hào)首先經(jīng)過經(jīng)過濾波器濾除高頻分量。然后經(jīng)過采樣保持電路將信號(hào)在時(shí)間上離散采樣，它采樣固定時(shí)刻的輸入電壓并將其保持一段時(shí)間以給后級(jí)電路進(jìn)行量化及編碼。量化器與編碼器則將保持電壓映射到一個(gè)ADC所能分辨的最小電壓區(qū)間，并給出其對(duì)應(yīng)的數(shù)字編碼。不同的量化機(jī)制則對(duì)應(yīng)不同的量化電路，這也是各ADC架構(gòu)的主要不同點(diǎn)。

二、ADC基本參數(shù)

分辨率：

分辨率是用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)的設(shè)備，而ADC的分辨率決定了儲(chǔ)存多少數(shù)字信號(hào)。例如一個(gè)8位的ADC能儲(chǔ)存的數(shù)字信號(hào)的種類是28即256種，位數(shù)越高A/D轉(zhuǎn)化的精度越高。

采樣速率：

采樣速率是兩次采樣（兩次轉(zhuǎn)換）的間隔時(shí)間的倒數(shù)，為了保證轉(zhuǎn)換的正確完成，一般采樣速率必須小于等于轉(zhuǎn)換速率，即采樣時(shí)間大于等于轉(zhuǎn)換時(shí)間。

滿擺幅輸入范圍：

ADC所能轉(zhuǎn)換的模擬輸入信號(hào)的幅度稱為改ADC的滿擺幅輸入范圍，一般用VRF表示，超過該范圍的輸入信號(hào)ADC將無(wú)法轉(zhuǎn)換。它與分辨率一起決定了ADC所能分辨的最小電壓幅度。

三、靜態(tài)參數(shù)

ADC的靜態(tài)參數(shù)用來描述其實(shí)際傳輸特性曲線與理想曲線之間的差別，主要有微分非線性（DNL）和積分非線性（INL）。

微分非線性（DNL）：

微分非線性用來描述ADC的一個(gè)實(shí)際轉(zhuǎn)換電平寬度與理想值(ILSB)的最大差異，一般來說，要求ADC的DNL要小于1LSB，否則會(huì)出現(xiàn)丟碼。

積分非線性（INL）：

積分非線性用來描述ADC的一個(gè)實(shí)際轉(zhuǎn)換點(diǎn)與理想轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)點(diǎn)之間的最大偏差。它通常是相對(duì)于碼中心來測(cè)量的，通過ADC的端點(diǎn)畫一條直線，碼中心與該直線的最大偏差即為INL。一些情況下，該條直線是利用最小二乘法獲得的最佳擬合直線。

四、動(dòng)態(tài)參數(shù)

ADC的動(dòng)態(tài)參數(shù)描述它對(duì)一定頻率的正弦輸入信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)的性能。這些參數(shù)主要有:信噪比、總諧波失真、信號(hào)噪聲失真比、有效位數(shù)等。

五、ADC主要類型

ADC不同的量化機(jī)制是決定ADC設(shè)計(jì)復(fù)雜程度以及性能的最關(guān)鍵因素之一，同時(shí)也是區(qū)分各ADC架構(gòu)的主要依據(jù)。