模擬工程師必知必會：帶你全方位學習模數轉換器(ADC)

混跡模擬領域，模擬工程師不懂模數轉換器(ADC)那怎么行?在電子領域中模擬技術是被公認的最難的技術，眾多資深的模擬工程師無一不是從百上千次的實踐中不斷學習，不斷摸索。但是作為初級的模擬工程師呢?如何能夠快速的上手并在模擬技術領域快速的成長呢?本文針對模擬工程師的必備知識-模數轉換器(ADC)進行了知識整理與講解。

什么是ADC,ADC是什么意思

adc: Analog-to-Digital Converter的縮寫,意思是模/數轉換器。實現把模擬信號轉變為數字量的設備稱為模—數(A/D)轉換器，簡稱ADC

ADC(A/D轉換器)

在ADC轉換器中，一般經過采樣、保持、量化和編碼這四個步驟來完成從模擬量到數字量的轉換。

(1)采樣與保持

(2)量化與編碼

數字信號最低有效位的1即1LSB所代表的數量就是這個最小數量單位，稱為量化單位，用Δ表示。

將采樣輸出電壓用最小單位的整數倍來表示，這個過程就叫量化。

將量化的結果用代碼表示出來的過程就稱為編碼。編碼輸出的結果就是A/D轉換器的輸出。

A/D轉換電路方式

模—數轉換器根據其工作原理大致分為并行式和并/串式A/D、逐次逼近式、雙積分式和計數比較式A/D等幾種形式。

逐次逼近式A/D由電壓比較器、D/A轉換器、逐次逼近寄存器(SAR)和控制邏輯等組成。

ADC0808/0809

IN0～IN7：模擬量輸入腳;

ADDA、ADDB、ADDC：通道地址輸入端。

CLOCK：時鐘輸入端。

ALE：地址鎖存允許端。

START：啟動脈沖輸入端。

EOC：轉換結束信號端。

OE：允許輸出端。

D7～D0引腳：轉換所得8位數據在這8個管腳上輸出，D7是最高位，D0是最低位。

UCC：電源正極輸入端，接+5 V。

GND：地端，電源負極接至該端。

UREF(+)和UREF(-)：分別為基準電壓UREF的高電平端和低電平端。

ADC的主要技術參數

(1)分辨率

A/D的分辨率是使A/D輸出數字量最低位變化1所對應的輸入模擬電壓變化的大小值。分辨率也用輸出二進制數的位數來表示，如8位A/D的分辨率就是8，位數越多，誤差越小，轉換精度也越高。

(2)量化誤差

用數字量近似表示模擬量的過程稱為量化。A/D轉換一般是按四舍五入原則進行的，由此產生的誤差稱為量化誤差，量化誤差小于等于1LSB。

(3)精度

精度分為絕對精度和相對精度。

在一個A/D中，任何數碼所對應的實際模擬電壓與其理想的電壓之差并不是一個常數，把差值中的最大值定義為該A/D的絕對精度;而相對精度則定義為這個最大差值與滿刻度模擬電壓的百分數，或者用二進制分數來表示相對應的數字量。

(4)轉換時間

轉換時間是完成一次A/D轉換所需要的時間，這是指從啟動A/D轉換器開始到獲得相應數據所需要的總時間。