A/D轉(zhuǎn)換器
A/D轉(zhuǎn)換器是從自然界的現(xiàn)象(各種各樣的應(yīng)用)產(chǎn)生的模擬信號變換為數(shù)字信號(A/D變換)的東西。這個工作是指由模擬信號經(jīng)過采樣→量化→編碼變換為數(shù)字信號的一系列步驟。
集成A/D轉(zhuǎn)換器，因為模擬信號在時間上是連續(xù)的,所以,在將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號時，必須在選定的一系列時間點上對輸入的模擬信號進行采樣，然后將這些采樣值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出。通常A/D轉(zhuǎn)換的過程包括采樣、保持和量化、編碼兩大步驟。
采樣：是指周期地獲取模擬信號的瞬時值，從而得到一系列時間上離散的脈沖采樣值。
保持：是指在兩次采樣之間將前一次采樣值保存下來，使其在量化編碼期間不發(fā)生變化。
采樣保持電路一般由采樣模擬開關(guān)、保持電容和運算放大器等幾個部分組成。經(jīng)采樣保持得到的信號值依然是模擬量，而不是數(shù)字量。任何一個數(shù)字量的大小，都是以某個最小數(shù)字量單位的整數(shù)倍來表示的。
量化：將采樣保持電路輸出的模擬電壓轉(zhuǎn)化為最小數(shù)字量單位整數(shù)倍的轉(zhuǎn)化過程稱為量化。所取的最小數(shù)量單位叫做量化單位，其大小等于數(shù)字量的有效位所代表的模擬電壓大小，記作ULSB。
編碼：把量化的結(jié)果用代碼(如二進制數(shù)碼、BCD碼等)表示出來，稱為編碼。A/D轉(zhuǎn)換過程中的量化和編碼是由A/D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)的。
一 .A/D轉(zhuǎn)換器的類型，A/D轉(zhuǎn)換器的類型很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換方法的不同，的A/D轉(zhuǎn)換器有如下幾種類型。
1.并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器
并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器由電阻分壓器、電壓比較器、數(shù)碼寄存器及編碼器4個部分組成。這種A/D轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點是轉(zhuǎn)換速度快，其轉(zhuǎn)換時間只受電路傳輸延遲時間的限制，能達(dá)到低于20ns。缺點是隨著輸出二進制位數(shù)的增加，器件數(shù)目按幾何級數(shù)增加。一個n位的轉(zhuǎn)換器，需要2n-1個比較器。例如，n=8時，需要28-1=255個比較器。因此，制造高分辨率的集成并行A/D轉(zhuǎn)換器受到一定限制。顯然，這種類型的A/D轉(zhuǎn)換器適用于要求轉(zhuǎn)換速度高、但分辨率較低的場合。
2.逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器
逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器是集成ADC芯片中使用泛的一種類型。它由電壓比較器、邏輯控制器、D/A轉(zhuǎn)換器及數(shù)碼寄存器組成。逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器的特點是轉(zhuǎn)換速度較快，且輸出代 碼的位數(shù)多，精度高。
3.雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器
雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器是一種間接A/D轉(zhuǎn)換器。其工作原理是把輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成一個與之成正比的時間寬度信號，然后在這個時間寬度里對固定頻率的時鐘脈沖進行計數(shù)，其結(jié)果就 是正比于輸入模擬信號的數(shù)字量輸出。它由積分器、檢零比較器、時鐘控制門和計數(shù)器等幾部分組成。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點是精度高、抗力強，缺點是速度較慢。在對速度要求不高的數(shù)字化儀表中得到廣泛使用。
二、使用在不同應(yīng)用上，過程中作用各不同：
1. 使用電阻的產(chǎn)品
電阻元件是在IC上易處理的模擬設(shè)備。
比精度也比較好,無需修整就可以實現(xiàn)高達(dá)約10bit的精度。
由于選擇合適的電阻值，從低速到高速，可涵蓋的范圍很廣。
2. 使用電容器的產(chǎn)品
在一般IC中由于電容器比電阻的相對精度高，在中高精度的D/A轉(zhuǎn)換器中使用的比較多。
為了獲取更高的精度，必須要大電容，充放電時長時間加速比較困難。
另外，在低頻時為了補充泄漏電流，需要不斷更新，所以工作變得復(fù)雜。
3. 使用電流的產(chǎn)品
這是面向高速(數(shù)MHz～)用途的變換方式。根據(jù)數(shù)字輸入，通過開關(guān)電流源來切換輸出電流。
輸出電流是用電阻、運算放大器來進行電流-電壓的變換。
4. 過采樣方法
面向高精度(16bit～)用途的變換方式。
這是過濾了低分辨率和高采樣率的輸出，從而得到所期望的模擬信號。
用"0"和"1"2個值輸出和低通濾波器來構(gòu)成的1bitΔ-Σ的方法是常見的。
