从名称本身可以清楚地看出，它是一种将模拟(连续变量)信号转换为数字信号的转换器。这是一个真正的电子集成电路它直接将信号的连续形式转换为离散形式。它可以表示为A/D或A-to-D或A-D或ADC。这个系统的输入(模拟)可以有一个范围内的任何值，并且可以直接测量。但是对于输出(数字)的n位A/D转换器，它应该只有2N离散值。这A / D转换器是传感器的模拟(线性)世界和处理信号和处理数据的谨慎世界之间的连接。数字-模拟转换器(DAC)实现ADC的逆功能。ADC的示意图如下图所示。
ADC的过程
转换过程主要包括两个步骤。他们是
- 采样和保持
- 量化和编码
整个ADC转换过程如图2所示。
采样和保持
在采样和保持(S/H)过程中，连续信号将得到采样，并冻结(保持)值在一个稳定的水平在一个特定的最短时间内。这样做是为了消除输入信号的变化，这些变化会改变转换过程，从而提高精度。最小采样率必须是输入信号的最大数据频率的两倍。
量化和编码
为了理解量化，我们可以先了解ADC中使用的术语分辨率。模拟信号中最小的变化会导致数字输出的变化。这实际上代表了量化误差。
V→参考电压范围
2N→状态数
N→数字输出的位数
量化:在这个过程中，参考信号被分割成几个离散的量子，然后输入信号与正确的量子匹配。
编码:在这里;对于每个量子，将分配一个唯一的数字代码，然后输入信号将分配这个数字代码。量化和编码过程如下表所示。
从上表中我们可以看出，只用一个数字值来代表的整个范围电压在一个时间间隔。这样就会产生一个误差，称之为量子化误差。这是量化过程中引入的噪声。这里最大量化误差是
ADC精度的提高
两种重要的方法用于提高ADC的精度。它们是通过增加分辨率和增加采样率。如下图(图3)所示。
模拟到数字转换器的类型
- 逐次逼近ADC:这个转换器在每个连续的步骤比较输入信号和内部DAC的输出。这是最贵的一种。
- 双重斜坡ADC:该系统精度高，但运行速度慢。
- 流水线ADC:这与两步Flash ADC的原理相同。
- Delta-Sigma ADC:它分辨率高，但由于过采样而速度慢。
- Flash ADC:它是最快的ADC，但非常昂贵。
- 其他:阶梯坡道，电压-频率，开关电容器，跟踪，电荷平衡和分解器。
