模数转换器(ADC)原理及分类

模数转换器（ADC）原理及分类解析在仪器仪表系统中，常常需要将检测到的连续变化的模拟量如：

温度、压力、流量、速度、光强等转变成离散的数字量，才能输入到计算机中进行处理。

这些模拟量经过传感器转变成电信号（一般为电压信号），经过放大器放大后，就需要经过一定的处理变成数字量。

实现模拟量到数字量转变的设备通常称为模数转换器（ADC），简称A/D。

通常情况下，A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。

取样是将随时间连续变化的模拟量转换为时间离散的模拟量。取样过程示意图如图11.8.1所示。

图（a）为取样电路结构，其中，传输门受取样信号S(t)控制，在S(t)的脉宽τ期间，传输门导通，输出信号vO(t)为输入信号v1,而在（Ts-τ）期间，传输门关闭，输出信号vO(t)=0。电路中各信号波形如图（b）所示。

图11.8.1 取样电路结构(a)

图11.8.1 取样电路中的信号波形(b)

通过分析可以看到，取样信号S(t)的频率愈高，所取得信号经低通滤波器后愈能真实地复现输入信号。

但带来的问题是数据量增大，为保证有合适的取样频率，它必须满足取样定理。

取样定理：

设取样信号S(t)的频率为fs，输入模拟信号v1(t)的最高频率分量的频率为fimax，则fs与fimax必须满足下面的关系fs ≥2fimax，工程上一般取fs>(3～5)fimax。

将取样电路每次取得的模拟信号转换为数字信号都需要一定

时间，为了给后续的量化编码过程提供一个稳定值，每次取得的模拟信号必须通过保持电路保持一段时间。

取样与保持过程往往是通过取样-保持电路同时完成的。取样-保持电路的原理图及输出波形如图11.8.2所示。

图11.8.2 取样-保持电路原理图

图11.8.2 取样-保持电路波形图

电路由输入放大器A1、输出放大器A2、保持电容CH和开关驱动电路组成。

电路中要求A1具有很高的输入阻抗，以减少对输入信号源的影响。

为使保持阶段CH上所存电荷不易泄放，A2也应具有较高输入阻抗，A2还应具有低的输出阻抗，这样可以提高电路的带负载能力。一般还要求电路中AV1·AV2=1。

现结合图11.8.2来分析取样-保持电路的工作原理。在t=t0时，开关S闭合，电容被迅速充电，由于AV1·AV2=1，因此v0=vI，在t0～t1时间间隔内是取样阶段。

在t=t1时刻S断开。若A2的输入阻抗为无穷大、S为理想开关，这样可认为电容CH没有放电回路，其两端电压保持为v0不变，图11.8.2(b)中t1到t2的平坦段，就是保持阶段。

取样-保持电路以由多种型号的单片集成电路产品。如双极型工艺的有AD585、AD684；混合型工艺的有AD1154、SHC76等。

量化与编码

数字信号不仅在时间上是离散的，而且在幅值上也是不连续的。

任何一个数字量的大小只能是某个规定的最小数量单位的整数倍。

为将模拟信号转换为数字量，在A/D转换过程中，还必须将取样-保持电路的输出电压，按某种近似方式归化到相应的离散电

平上，这一转化过程称为数值量化，简称量化。

量化后的数值最后还需通过编码过程用一个代码表示出来。经编码后得到的代码就是A/D转换器输出的数字量。

量化过程中所取最小数量单位称为量化单位，用△表示。它是数字信号最低位为1时所对应的模拟量，即1LSB。

在量化过程中，由于取样电压不一定能被△整除，所以量化前后不可避免地存在误差，此误差称之为量化误差，用ε表示。量化误差属原理误差，它是无法消除的。

A/D 转换器的位数越多，各离散电平之间的差值越小，量化误差越小。

量化过程常采用两种近似量化方式：只舍不入量化方式和四舍五入的量化方式:

１.只舍不入量化方式

以3位A/D转换器为例，设输入信号v1的变化范围为0～8V，采用只舍不入量化方式时，取△=1V，量化中不足量化单位部分舍弃，如数值在0～1V之间的模拟电压都当作0△，用二进制数000表示，而数值在1～2V之间的模拟电压都当作1△，用二进制数001表示……这种量化方式的最大误差为△。

２.四舍五入量化方式

如采用四舍五入量化方式，则取量化单位△=8V/15，量化过程将不足半个量化单位部分舍弃，对于等于或大于半个量化单位部分按一个量化单位处理。

它将数值在0～8V/15之间的模拟电压都当作0△对待，用二进制000表示，而数值在8V/15～24V/15之间的模拟电压均当作1△，用二进制数001表示等。

３.比较

采用前一种只舍不入量化方式最大量化误差│εmax│=1LSB,而采用后一种有舍有入量化方式│εmax│=1LSB/2，后者量化误差比前者小，故为多数A/D转换器所采用。

随着集成电路的飞速发展，A/D转换器的新设计思想和制造技术层出不穷。

为满足各种不同的检测及控制需要而设计的结构不同、性能各异的A/D转换器应运而生。

下面简单讲讲A/D转换器的基本原理和分类：

根据A/D转换器的原理可将A/D转换器分成两大类。一类是直接型A/D转换器，将输入的电压信号直接转换成数字代码，不经过中间任何变量；

另一类是间接型A/D转换器，将输入的电压转变成某种中间变量（时间、频率、脉冲宽度等），然后再将这个中间量变成数字代码输出。

尽管A/D转换器的种类很多，但目前广泛应用的主要有三种类型：逐次逼近式A/D转换器、双积分式A/D转换器、V/F变换式A/D转换器。

另外，近些年有一种新型的Σ-Δ型A/D转换器异军突起，在

仪器中得到了广泛的应用。

逐次逼近式（AR）A/D转换器（SAR）的基本原理是：将待转换的模拟输入信号与一个推测信号进行比较，根据二者大小决定增大还是减小输入信号，以便向模拟输入信号逼进。

推测信号由D/A转换器的输出获得，当二者相等时，向D/A 转换器输入的数字信号就对应的时模拟输入量的数字量。

这种A/D转换器一般速度很快，但精度一般不高。常用的有ADC0801、ADC0802、AD570等。

双积分式A/D转换器的基本原理是：

先对输入模拟电压进行固定时间的积分，然后转为对标准电压的反相积分，直至积分输入返回初始值，这两个积分时间的长短正比于二者的大小，进而可以得出对应模拟电压的数字量。这种A/D转换器的转换速度较慢，但精度较高。

由双积分式发展为四重积分、五重积分等多种方式，在保证转换精度的前提下提高了转换速度。常用的有ICL7135、ICL7109等。

Σ-Δ型AD由积分器、比较器、1位D/A转换器和数字滤波器等组成。

原理上近似于积分型，将输入电压转换成时间（脉冲宽度）信号，用数字滤波器处理后得到数字值。

电路的数字部分基本上容易单片化，因此容易做到高分辨率。主要用于音频和测量。

这种转换器的转换精度极高，达到16到24位的转换精度，价格低廉，弱点是转换速度比较慢，比较适合用于对检测精度要求很高但对速度要求不是太高的检验设备。常用的有AD7705、AD7714等。

V/F转换器是把电压信号转换成频率信号，由良好的精度和线性，而且电路简单，对环境适应能力强，价格低廉。

适用于非快速的远距离信号的A/D转换过程。常用的有

LM311、AD650等。

模数转换器(ADC)原理及分类

模数转换器（ADC）原理及分类解析在仪器仪表系统中，常常需要将检测到的连续变化的模拟量如： 温度、压力、流量、速度、光强等转变成离散的数字量，才能输入到计算机中进行处理。 这些模拟量经过传感器转变成电信号（一般为电压信号），经过放大器放大后，就需要经过一定的处理变成数字量。 实现模拟量到数字量转变的设备通常称为模数转换器（ADC），简称A/D。 通常情况下，A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。 取样是将随时间连续变化的模拟量转换为时间离散的模拟量。取样过程示意图如图11.8.1所示。 图（a）为取样电路结构，其中，传输门受取样信号S(t)控制，在S(t)的脉宽τ期间，传输门导通，输出信号vO(t)为输入信号v1,而在（Ts-τ）期间，传输门关闭，输出信号vO(t)=0。电路中各信号波形如图（b）所示。

图11.8.1 取样电路结构(a) 图11.8.1 取样电路中的信号波形(b) 通过分析可以看到，取样信号S(t)的频率愈高，所取得信号经低通滤波器后愈能真实地复现输入信号。 但带来的问题是数据量增大，为保证有合适的取样频率，它必须满足取样定理。 取样定理： 设取样信号S(t)的频率为fs，输入模拟信号v1(t)的最高频率分量的频率为fimax，则fs与fimax必须满足下面的关系fs ≥2fimax，工程上一般取fs>(3～5)fimax。 将取样电路每次取得的模拟信号转换为数字信号都需要一定

时间，为了给后续的量化编码过程提供一个稳定值，每次取得的模拟信号必须通过保持电路保持一段时间。 取样与保持过程往往是通过取样-保持电路同时完成的。取样-保持电路的原理图及输出波形如图11.8.2所示。 图11.8.2 取样-保持电路原理图 图11.8.2 取样-保持电路波形图

adc模数转换器原理

adc模数转换器原理 模数转换器（ADC）是一种电子设备，它可以将模拟信号转换成数字信号。它是一种把模拟信号转换成数字系数的技术，它主要应用在测量、仪器仪表和计算机等领域。ADC可以将模拟信号（电压或电流）转换成数字信号。ADC由一组电路组成，它可以将一个模拟量转换成一组数字。 ADC的研究历史可以追溯到机器数字技术的早期，直到有可能的研究者开始提出不同的模拟/数字转换器（ADC）设计概念。现代ADC 可以追溯到1907年，当时广为人知的英国物理学家Sir Oliver Lodge 提出了一种模拟/数字转换器，它可以将模拟信号转换成数字信号。 常见的ADC通常包括模拟前端、采样持续系统和数字控制环节。模拟前端过滤有效信号，以帮助维持模拟输入的频率，而采样持续系统使用所谓的“咆哮器”（Ramp Generator）来测量模拟输入的平均电平，而数字控制环节则使用电路来得出最终的数字序列。此外，一些采用复杂技术的ADC还可能包括多种数字前端，以便在低速率下获得更高精度的测量结果。 ADC技术的发展也使ADC能够以较高的速度工作，这种技术就是多维ADC。多维ADC的好处是：它可以在一个时钟周期内进行多路信号采样，并且在测量中可以获得更高的精度.多维ADC对应用非常有用，因为它可以提供更高的精度和更快的采样延迟。 除了多维ADC之外，还有另一种类型的ADC，即“混合信号ADC”。该技术可以将模拟部分转换成数字信号，从而实现特定类型的信号处

理，混合信号ADC通常由两个独立的子系统组成：数字信号处理子系统和ADC子系统。数字信号处理子系统可以实现信号的初始处理，而ADC子系统则可以将模拟信号转换成数字信号，以便进行更精确的处理。 总的来说，ADC模数转换器可以满足各种应用场合的需求，它在测量、仪器仪表和计算机等领域均有广泛的应用。此外，ADC技术的不断进步也使得它具有更高的精度和速度，能够满足多种不同的应用需求。

单片机中的ADC转换原理及精度分析

单片机中的ADC转换原理及精度分析 近年来，单片机技术的发展使得它们在各个领域中被广泛应用。在许多应用中，模拟信号需要被转换成数字信号才能被单片机处理。这就需要使用模数转换器（ADC）。本文将介绍单片机中ADC转换的原理以及精度分析。 第一部分：ADC的原理 ADC（Analog-to-Digital Converter）是一种将模拟信号转换为数字信号的电路。在单片机中，ADC的主要任务是将模拟信号采样后转换为数字信号，以便单片机 进行数字处理。ADC转换的基本原理包括采样和量化两个过程。 1. 采样过程：采样过程是将模拟信号在一定时间内进行离散化的过程。单片机 中的ADC通常采用采样保持电路来实现。该电路可以在一定时间内将模拟信号的 值固定住，然后通过转换电路将其转换成数字信号。采样速率是指每秒钟采样的次数，采样速率越高，能保留更多模拟信号的信息。 2. 量化过程：量化过程是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程。单 片机中的ADC通常采用逐次逼近（SAR）ADC或逐段逼近（Sigma-Delta）ADC 来实现。逐次逼近ADC通过逐位比较来逼近模拟信号的大小，逐段逼近ADC则 将模拟信号分成多个区间进行量化。 第二部分：ADC的精度 ADC的精度是指其输出与输入之间的误差。精度通常用位数（bits）表示，即ADC的分辨率。分辨率越高，ADC能够区分的模拟信号范围越小，精度越高。 1. 分辨率：分辨率是ADC能够分辨的最小电压变化。在一个n位的ADC中， 分辨率可以通过电压范围除以2的n次方得到。例如，一个10位ADC的电压范围是0-5V，其分辨率为5V/2^10 ≈ 4.88mV。这意味着ADC可以分辨出离散电压变化大于约4.88mV的信号。

A-D转换器的原理和三种类型介绍

A/D 转换器的原理和三种类型介绍 在仪器仪表系统中，常常需要将检测到的连续变化的模拟量如：温度、压力、流量、速度、光强等转变成离散的数字量，才能输入到计算机中进行处理。这些模拟量经过传感器转变成电信号（一般为电压信号），经过放大器放大后，就需要经过一定的处理变成数字量。实现模拟量到数字量转变的设备通常称为模数转换器（ADC），简称A/D。 随着集成电路的飞速发展，A/D 转换器的新设计思想和制造技术层出不穷。为满足各种不同的检测及控制需要而设计的结构不同、性能各异的A/D 转换器应运而生。 下面讲讲A/D 转换器的基本原理和分类。 根据A/D 转换器的原理可将A/D 转换器分成两大类。一类是直接型A/D 转换器，将输入的电压信号直接转换成数字代码，不经过中间任何变量；另一类是间接型A/D 转换器，将输入的电压转变成某种中间变量（时间、频率、脉冲宽度等），然后再将这个中间量变成数字代码输出。 尽管A/D 转换器的种类很多，但目前广泛应用的主要有三种类型：逐次

逼近式A/D 转换器、双积分式A/D 转换器、V/F 变换式A/D 转换器。另外， 近些年有一种新型的Σ-Δ型A/D 转换器异军突起，在仪器中得到了广泛的应用。 逐次逼近式（SAR）A/D 转换器（SAR）的基本原理是：将待转换的模拟 输入信号与一个推测信号进行比较，根据二者大小决定增大还是减小输入信号，以便向模拟输入信号逼进。推测信号由D/A 转换器的输出获得，当二者相等时，向D/A 转换器输入的数字信号就对应的时模拟输入量的数字量。这种A/D 转换器一般速度很快，但精度一般不高。常用的有ADC0801、 ADC0802、AD570 等。 双积分式A/D 转换器的基本原理是：先对输入模拟电压进行固定时间的 积分，然后转为对标准电压的反相积分，直至积分输入返回初始值，这两个积分时间的长短正比于二者的大小，进而可以得出对应模拟电压的数字量。这种A/D 转换器的转换速度较慢，但精度较高。由双积分式发展为四重积分、五重积分等多种方式，在保证转换精度的前提下提高了转换速度。常用的有ICL7135、ICL7109 等。 Σ-Δ型AD 由积分器、比较器、1 位D/A 转换器和数字滤波器等组成。原 理上近似于积分型，将输入电压转换成时间（脉冲宽度）信号，用数字滤波器处理后得到数字值。电路的数字部分基本上容易单片化，因此容易做到高分辨率。主要用于音频和测量。这种转换器的转换精度极高，达到16 到24

ADC的分类和指标

ADC的分类和指标 ADC（Analog-to-Digital Convertor）即模数转换器，是将模拟信号 转换为数字信号的一种设备或电路。ADC的分类可以从不同角度进行划分，比较常见的分类有以下几种： 1.按输入信号类型分类 -电压型ADC：将电压信号转换为数字信号，是最常见的一种ADC。 -电流型ADC：将电流信号转换为数字信号，通常用在电流传感器测 量中。 -温度型ADC：将温度信号转换为数字信号，常用于测量温度传感器 输出的信号。 2.按转换方式分类 -逐次逼近型ADC：逐一比较模拟信号和逼近电压，逐次逼近直至精 确匹配，速度较慢、精度较高。 -闩锁型ADC：采样保持电路将模拟信号“锁定”，并在持续时间内 转换，转换速度快、精度相对较低。 -平行型ADC：将模拟信号在同时转换的多个通道上进行采样和转换，适用于多通道同时采样的场景。 3.按采样率和分辨率分类 - 采样率：ADC的采样率是指每秒采样的次数，单位为赫兹（Hz）， 通常表示为S/s或ks/s。采样率越高，能够更精细地还原原始模拟信号。

-分辨率：ADC的分辨率是指转换后数字信号的位数。例如，8位ADC 的分辨率为2^8=256个离散级别，即能够将模拟信号分为256个不同的数 字值。分辨率越高，能够提供更精确的转换结果。 ADC的性能指标通常包括以下几个方面： 1.分辨率：表示ADC输出数字信号的精细程度，一般使用位数（比特）来表示。分辨率越高，数字化的信号越精确。 2.采样率：表示ADC每秒取样的次数，采样率越高，ADC能够更接近 原始模拟信号，但也会对后续处理和存储带来更高的要求。 3.信噪比（SNR）：表示ADC输出信号的有效值与噪声幅值之间的比值。较高的信噪比意味着信号更清晰，SNR通常以分贝（dB）为单位进行 衡量。 4.有效位数（ENOB）：表示ADC有效输入信号能够使用的位数，通常 小于分辨率。ENOB会受到噪声、失调等因素的影响，较高的ENOB意味着 更准确的转换结果。 5.转换时间：表示ADC从输入信号采样到输出数字信号的转换时间。 转换时间较短有助于实时数据采集和处理。 6.线性度：表示ADC输出与输入之间的线性关系，即输入信号与输出 数值之间的准确对应。线性度有助于保持信号的准确性。 ADC的性能指标会直接影响到其在各个领域的应用，不同的应用场景 对ADC的性能要求也会有所不同。因此，选择合适的ADC并合理地考虑其 性能指标是设计电子系统时需要充分考虑的因素。

adc数模转换原理

adc数模转换原理 ADC数模转换原理是指模拟-数字转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号的技术原理。在现代电子技术中，ADC被广泛应用于各种领域，比如通信、测量仪器、移动设备等。本文将详细介绍ADC 数模转换原理，包括其工作原理、分类、应用以及相关技术发展等方面。 一、工作原理 ADC数模转换原理的核心是模拟信号的采样和量化。采样是指将连续的模拟信号在一定时间间隔内进行离散化处理，即在一段时间内对信号进行采样并记录采样值。量化是指将采样得到的模拟信号值转换为离散的数字信号值。ADC通过这两个过程将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，实现模拟信号的数字化处理。 ADC的工作流程如下：首先，模拟信号通过采样电路进行采样，采样电路可以是简单的电阻分压电路或者是更复杂的采样保持电路。然后，采样得到的模拟信号通过量化电路进行量化，量化电路将连续的模拟信号离散化为一系列离散的数字信号值。最后，通过编码电路将量化后的数字信号转换为二进制码，输出给数字系统进行处理。 二、分类

根据采样方式的不同，ADC可以分为两类：间断采样和连续采样。间断采样是指在一段时间内进行有限次的采样，然后将采样得到的值进行处理；连续采样是指在无限小的时间间隔内进行连续的采样，然后将连续的信号进行处理，得到离散的数字信号。 根据量化方式的不同，ADC可以分为两类：线性量化和非线性量化。线性量化是指将模拟信号的幅度等分为若干个离散的电平，然后将每个电平对应的模拟信号值量化为相应的数字信号值；非线性量化是指根据信号的特性进行非线性量化，如压缩量化、乘法量化等。 三、应用 ADC广泛应用于各个领域，其中最常见的应用是在通信系统中。在通信系统中，模拟信号需要被转换为数字信号进行处理和传输。比如，手机上的麦克风采集到的声音信号需要经过ADC转换为数字信号，然后通过通信系统传输给接收方，接收方再通过数字-模拟转换器（DAC）将数字信号转换为模拟信号，最终恢复为声音。 ADC也广泛应用于测量仪器中。在各种测量仪器中，模拟信号需要经过采样和量化处理，转换为数字信号进行分析和处理。比如，示波器中的模拟信号通过ADC转换为数字信号，然后通过数字处理器进行波形分析和显示。 随着科技的不断发展，ADC的应用也在不断拓展。比如，在医疗设

adc芯片

adc芯片 ADC芯片是一种模数转换器芯片，用于将模拟信号转换成数 字信号。ADC芯片在电子设备中起着至关重要的作用，特别 是在信号处理和数据采集方面。下面将对ADC芯片做一个详 细的介绍，包括其原理、应用领域、技术指标和市场前景。 首先，ADC芯片的工作原理是将输入的模拟信号进行采样和 量化，然后将其转换成数字信号输出。ADC芯片的输入通道 可以是单通道或多通道，可以对多个模拟信号进行采集和转换。采样过程中，ADC芯片会将连续的模拟信号进行离散化，即 按照一定的时间间隔对信号进行采样。量化过程中，ADC芯 片会将采样得到的模拟信号的幅值映射到一定的数字范围内，通常使用二进制编码表示。最后，ADC芯片将量化后的数字 信号通过输出接口输出给外部设备进行后续处理。 ADC芯片的应用领域广泛，包括通信、工业控制、医疗设备、汽车电子、消费电子等。在通信领域，ADC芯片常用于无线 通信设备中，用于信号的采集和调整。在工业控制领域， ADC芯片常用于传感器信号的采集和控制系统的反馈。在医 疗设备中，ADC芯片是医学成像设备中重要的部分，用于将 模拟信号转换成数字图像。在汽车电子领域，ADC芯片用于 汽车电控系统中对传感器信号的采集和处理。在消费电子领域，ADC芯片用于音频和视频设备中，对模拟信号进行数字化处理。 ADC芯片的技术指标包括分辨率、采样率、信噪比和动态范 围等。分辨率指的是ADC芯片能够分辨的电压级别的个数，

通常以位数表示，比如8位、12位、16位等。采样率指的是ADC芯片每秒可以采样的次数，通常以赫兹表示，比如 1Msps、10Msps等。信噪比指的是ADC芯片在信号采样时产生的噪声与采样信号的幅值之比，通常以分贝表示。动态范围指的是ADC芯片能够测量的最小和最大信号幅值之间的比例关系，通常以分贝表示。 目前，ADC芯片市场呈现出稳定增长的趋势。随着电子设备的不断发展和普及，对于高性能和高精度的采集芯片需求也在不断增加。特别是在物联网、人工智能和自动驾驶等领域，对于高速、高分辨率的ADC芯片有着更高的需求。同时，芯片制造技术的不断进步也使得ADC芯片的性能不断提升，包括分辨率的提高、采样率的增加和功耗的降低等。 总的来说，ADC芯片是一种重要的模数转换器芯片，广泛应用于各种电子设备中。随着技术的进步和市场的需求，ADC 芯片的性能将不断提升，市场前景也会更加广阔。

模数转换器ADC

模数转换器ADC 摘要 模数转换器即A/D转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。由于数字信号本身不具有实际意义，仅仅表示一个相对大小。故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准，比拟常见的参考标准为最大的可转换信号大小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。则我们应该如何选择模数转换器的类型则是最为重要的，以到达功能性和经济性的良好结合，以下便是我针对数模转换器选择的介绍。 模数转换器的选择 积分型 积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。 逐次比拟型 逐次比拟型AD由一个比拟器和DA转换器通过逐次比拟逻辑构成，从MSB开场，顺序地对每一位将输入电压与置DA转换器输出进展比拟，经n次比拟而输出数字值。其电路规模属于中等。 并行比拟型/串并行比拟型 并行比拟型AD采用多个比拟器，仅作一次比拟而实行转换，又称FLash(快速)型。由于转换速率极高，n位的转换需要2n-1个比拟器。 串并行比拟型 Half flash(半快速)型：是由2个n/2位的并行型AD转换器配合DA转换器组成，用两次比拟实行转换。 三步或多步实现AD转换的叫做分级〔Multistep/Subrangling〕型AD，而从转换

时序角度又可称为流水线〔Pipelined〕型AD，现代的分级型AD中还参加了对屡次转换结果作数字运算而修正特性等功能。 Σ-Δ调制型 Σ-Δ型AD由积分器、比拟器、1位DA转换器和数字滤波器等组成。原理上近似于积分型，将输入电压转换成时间(脉冲宽度)信号，用数字滤波器处理后得到数字值。 压频变换型 压频变换型是通过间接转换方式实现模数转换的。将输入的模拟信号转换成频率，然后用计数器将频率转换成数字量。 优点缺点分析： 我们选型的时候一般需要考虑以下一些参数： 确定A/D转换器的精度：精度是反映转换器的实际输出接近理想输出的准确程度的物理量。 分辩率(Resolution)指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，定义为满刻度与2n的比值。分辩率又称精度，通常以数字信号的位数来表示。 量化误差(Quantizing Error)由于AD的有限分辩率而引起的误差，即有限分辩率AD的阶梯状转移特性曲线与无限分辩率AD〔理想AD〕的转移特性曲线〔直线〕之间的最大偏差。通常是1 个或半个最小数字量的模拟变化量，表示为1LSB、1/2LSB。 在转化过程中，由于存在量化误差和系统误差，精度会有所损失。其中量化误差

ADC的分类比较及性能指标

ADC的分类比较及性能指标 1 A/D转换器的分类与比较 (1) 1.1 逐次比较式ADC (1) 1.2 快闪式（Flash）ADC (2) 1.3 折叠插值式（Folding&Interpolation）ADC (3) 1.4 流水线式ADC (4) 1.5 ∑-Δ型ADC (6) 1.6 不同ADC结构性能比较 (6) 2 ADC的性能指标 (7) 2.1 静态特性指标 (7) 2.2 动态特性指标 (11) 1 A/D转换器的分类与比较 A/D转换器（ADC）是模拟系统与数字系统接口的关键部件，长期以来一直被广泛应用于雷达、通信、电子对抗、声纳、卫星、导弹、测控系统、地震、医疗、仪器仪表、图像和音频等领域。随着计算机和通信产业的迅猛发展，进一步推动了ADC在便携式设备上的应用并使其有了长足进步，ADC正逐步向高速、高精度和低功耗的方向发展。 通常，A/D转换器具有三个基本功能：采样、量化和编码。如何实现这三个功能，决定了A/D转换器的电路结构和工作性能。A/D转换器的分类很多，按采样频率可划分为奈奎斯特采样ADC和过采样ADC，奈奎斯特采样ADC又可划分为高速ADC、中速ADC和低速ADC；按性能划分为高速ADC和高精度ADC；按结构划分为串行ADC、并行ADC和串并行ADC。 在频率范围内还可以按电路结构细分为更多种类。中低速ADC可分为积分型ADC、过采样Sigma-Delta型ADC、逐次逼近型ADC、Algonithmic ADC；高速ADC可以分为闪电式ADC、两步型ADC、流水线ADC、内插性ADC、折叠型ADC和时间交织型ADC。下面主要介绍几种常用的、应用最广泛的ADC结构，它们是：逐次比较式（S A R）ADC、快闪式（F l a s h）ADC、折叠插入式（F o l d i n g&Interpolation）ADC、流水线式（Pipelined）ADC和∑-Δ型A/D转换器。 1.1 逐次比较式ADC

常用ADC转换器的工作原理连载介绍

常用A/D 、D/A转换器的工作原理（连载之一）——简介AD:模数转换，将模拟信号变成数字信号，便于数字设备处理。 DA：数模转换，将数字信号转换为模拟信号与外部世界接口。 具体可以看看下面的资料，了解一下工作原理： 1. AD转换器的分类 下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点：积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、∑-Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。 1）积分型（如TLC7135） 积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率，但缺点是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低。初期的单片AD转换器大多采用积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。 2）逐次比较型（如TLC0831） 逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始，顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低，在低分辩率（<12位）时价格便宜，但高精度（>12位）时价格很高。 3）并行比较型/串并行比较型（如TLC5510） 并行比较型AD采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称FLash(快速)型。由于转换速率极高，n位的转换需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也高，只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。 串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由2个n/2位的并行型AD转换器配合DA转换器组成，用两次比较实行转换，所以称为Half flash(半快速)型。还有分成三步或多步实现AD转换的叫做分级（Multistep/Subrangling）型AD，而从转换时序角度又可称为流水线（Pipelined）型AD，现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。这类AD速度比逐次比较型高，电路规模比并行型小。 4）∑-Δ(Sigma?/FONT>delta)调制型（如AD7705） ∑-Δ型AD由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等组成。原理上近似于积分型，将输入电压转换成时间(脉冲宽度)信号，用数字滤波器处理后得到数字值。电路的数字部分基本上容易单片化，因此容易做到高分辨率。主要用于音频和测量。 5）电容阵列逐次比较型

4.6模数转换器ADC

模/数转换器（ADC ） 一、 A DC 的分类和特性参数 （一） 概念和分类 ADC 是一种在规定的精度和分辨率之内，把接收的模拟信号转换成为成正比的数字信号的器件。分类是一个比较困难的问题，目前尚未形成统一的分类方式。这恰好说明如此一个事实，ADC 能够通过许多电路技术途径实现，彼此比较，各自并无绝对的优越性。从整个应用领域看，各类类型的ADC 各据一方，起着彼此补充的作用。 第一，按转换速度分为三类： 1. 高速ADC ，包括并行比较型（或称闪电型）传播型等。一样位数较少，转换速度 在微秒以下。如6位闪电型ADC ，转换率可达15MHz 。 2. 中速ADC ，包括ADC 中是要紧类型之一的逐次逼近型，转换时刻为微秒量级，有 较多的位数。 3. 低速ADC ，以积分型为代表，转换时刻在毫秒级以上，其特点是价廉。 第二，ADC 能够按有无中间参数而区分为直接ADC 和间接ADC 两类： 直接ADC ，如并行比较型，跟踪比较型，逐次逼近型等。 间接ADC ，如积分型，V/F 转换器等。 再次，可按ADC 的电路结构分为有反馈和无反馈型。反馈型把DAC 作为反馈元件，逐次逼近型为代表。无反馈型，积分型、并行比较型等大多数ADC 属于这一类。 另外，还可依照ADC 应用领域分为通用型，高性能型，高速型等。 所有以上分类并非彼此排斥，一个ADC 品种可能同时分类于以上几个类别中。上面的分类中，也很难判定哪一分类方式更好些。因为区别仅在于强调的技术重点不同罢了。 在下面的讨论中，咱们将依照ADC 的电路主若是基于模拟电路技术仍是逻辑电路技术，而分为模拟ADC 和逻辑ADC 加以讨论。任何一个ADC 都必然同时包括模拟和逻辑电路，有时谁为主也很难判定，因此这种分类也不是周密周到的，但如此的分类有一个益处，确实是同一类型的ADC ，其工作原理，电路结构上有许多一起点，便于对照学习和作为性能上的比较。 （二） ADC 的特性参数 下面将介绍几个要紧特性参数，有关误差的参数将在后面详细讨论，而误差的产生缘故和减少误差的方式，在介绍各类ADC 中结合具体电路进行分析。 1. ADC 的理想传输函数：由以下两个式子概念 ⎪⎩⎪⎨⎧⋅+<<⋅-+++---n r n i n r n n V V V V V a a a 2 21221)222(V V 2211r n ＝