模數(shù)轉(zhuǎn)換器，即Analog-to-Digital Converter，常稱ADC，是指將連續(xù)變量的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)的器件。大部分現(xiàn)實(shí)世界的電信號(hào)是模擬信號(hào)，ADC構(gòu)建了模擬世界數(shù)字世界的聯(lián)系。本文就模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC的分類、技術(shù)點(diǎn)、測試方案等方面，為您提供相關(guān)技術(shù)說明及解決方案。

模數(shù)轉(zhuǎn)換原理

模數(shù)轉(zhuǎn)換器

Analog-to-Digital Converter

ADC的原理：通過采樣、量化以及編碼電路，將輸入的連續(xù)模擬信號(hào)變換成離散的數(shù)字信號(hào)。采樣將信號(hào)在時(shí)間上離散化，量化將信號(hào)在幅度上離散化。

▲模數(shù)轉(zhuǎn)換器原理示意圖

ADC芯片追求的主要指標(biāo)有采樣率和垂直分辨率，采樣率與垂直分辨率受到器件工藝的制約。對應(yīng)不同的應(yīng)用場景，ADC通過不同的設(shè)計(jì)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)不同的采樣率及垂直分辨率。

▲不同類型ADC采樣率與比特率關(guān)系圖

模數(shù)轉(zhuǎn)換器的關(guān)鍵指標(biāo)

Key Indicators of ADC

ADC不是理想的，并且分辨率有限，因此它們在輸出只能表示有限數(shù)量的信息。表示的信息數(shù)量為2N個(gè)，N為轉(zhuǎn)換器的位數(shù)。

例如，假設(shè)選擇一個(gè)12位ADC，則它可在輸出端以4096個(gè)數(shù)字表示施加于轉(zhuǎn)換器輸入端的任何信號(hào)。這些表示信息存在量化誤差。因此，如果12位ADC的輸入滿量程(VFS)為10 Vp-p，那么其理想情況下的LSB大小為2.44 mVp-p，精度為±1.22 mV。