什么是ADC ADC的主要技術(shù)參數(shù)及分類

在芯片世界中的ADC，其全稱是Analog-to-Digital Converter， 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器！它是連接模擬世界與數(shù)字世界的橋梁。

從宏觀上看，自然界產(chǎn)生的信號(hào)，都是模擬信號(hào)，比如我們說(shuō)話的聲音，我們看到的圖像，我們感受到的溫度等等。但是這些模擬信號(hào)都得最終放在數(shù)字領(lǐng)域進(jìn)行處理，存儲(chǔ)或者傳輸，那如何把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)呢？對(duì)的，機(jī)智如你，我們需要一個(gè)轉(zhuǎn)換器，它就是芯片界的老牌貴族—ADC！

ADC的基本指標(biāo)

ADC芯片主要看兩個(gè)基本指標(biāo)，一個(gè)是速度（Speed），一個(gè)是精度（Resolution）。顧名思義，速度代表著ADC可以轉(zhuǎn)換多大帶寬—Bandwidth的模擬信號(hào)，帶寬對(duì)應(yīng)的就是模擬信號(hào)頻譜中的最大頻率。精度就是衡量轉(zhuǎn)換出來(lái)的數(shù)字信號(hào)與原來(lái)的模擬信號(hào)之前的差距。?

ADC的分類

直接轉(zhuǎn)換模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（Direct-conversion ADC），或稱Flash模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（flash ADC）

逐次逼近模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（Successive approximaTIon ADC）

躍升-比較模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（Ramp-compare ADC）

威爾金森模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（Wilkinson ADC）

集成模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（IntegraTIng ADC）

Delta編碼模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（Delta-encoded ADC）

管道模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（Pipeline ADC）

Sigma-Delta模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（Sigma-delta ADC）

時(shí)間交織模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（TIme-interleaved ADC）

帶有即時(shí)FM段的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器

也有利用電子技術(shù)和其他技術(shù)結(jié)合的轉(zhuǎn)換器：時(shí)間延伸模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（TIme stretch analog-to-digital converter， TS-ADC?

ADC的主要技術(shù)參數(shù)

（1）分辨率

A/D的分辨率是使A/D輸出數(shù)字量最低位變化1所對(duì)應(yīng)的輸入模擬電壓變化的大小值。分辨率也用輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)來(lái)表示，如8位A/D的分辨率就是8，位數(shù)越多，誤差越小，轉(zhuǎn)換精度也越高。

（2）量化誤差

用數(shù)字量近似表示模擬量的過(guò)程稱為量化。A/D轉(zhuǎn)換一般是按四舍五入原則進(jìn)行的，由此產(chǎn)生的誤差稱為量化誤差，量化誤差小于等于1LSB。

（3）精度

精度分為絕對(duì)精度和相對(duì)精度。

在一個(gè)A/D中，任何數(shù)碼所對(duì)應(yīng)的實(shí)際模擬電壓與其理想的電壓之差并不是一個(gè)常數(shù)，把差值中的最大值定義為該A/D的絕對(duì)精度;而相對(duì)精度則定義為這個(gè)最大差值與滿刻度模擬電壓的百分?jǐn)?shù)，或者用二進(jìn)制分?jǐn)?shù)來(lái)表示相對(duì)應(yīng)的數(shù)字量。

（4）轉(zhuǎn)換時(shí)間

轉(zhuǎn)換時(shí)間是完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間，這是指從啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器開(kāi)始到獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)所需要的總時(shí)間。通常情況描述為1秒鐘可以轉(zhuǎn)換多少次。

經(jīng)典ADC芯片0809

adc0809是分辨率為8位的逐次逼近原理進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。

逐次逼近型ADC

逐次逼近型ADC應(yīng)用非常廣泛的模/數(shù)轉(zhuǎn)換方法，它包括1個(gè)比較器、1個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器、1個(gè)逐次逼近寄存器（SAR）和1個(gè)邏輯控制單元。它是將采樣輸入信號(hào)與已知電壓不斷進(jìn)行比較，1個(gè)時(shí)鐘周期完成1位轉(zhuǎn)換，N位轉(zhuǎn)換需要N個(gè)時(shí)鐘周期，轉(zhuǎn)換完成，輸出二進(jìn)制數(shù)。這一類型ADC的分辨率和采樣速率是相互矛盾的，分辨率低時(shí)采樣速率較高，要提高分辨率，采樣速率就會(huì)受到限制。

現(xiàn)在的MCU中，好多都內(nèi)部集成有ADC功能，小代最喜歡推薦的STC的芯片，目前比較新的STC8A系列芯片，內(nèi)部已經(jīng)集成12位分辨率的高速ADC模塊，每秒80萬(wàn)次的轉(zhuǎn)換速率，足矣滿足8位MCU的日常使用。

編輯：jq