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1、AD转换就是模数转换，顾名思义，就是把模拟信号转换成数字信号。1. AD转换器的分类下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点：积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、工-调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。1）积分型（如TLC7135）积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间（脉冲宽度信号）或频率（脉 冲频率）,然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获 得高分辨率，但缺点是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低。 初期的单片AD转换器大多采用积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。2）逐次比较型（如TLC0831）逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻
2、辑构成，从MSB 开始，顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出 数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低， 在低分辩率（12位）时价格便宜，但高精度（12位）时价格很高。3）并行比较型/串并行比较型（如TLC5510）并行比较型AD采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称 FLash（快速）型。由于转换速率极高，n位的转换需要2n-1个比较器，因此 电路规模也极大，价格也高，只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由2 个n/2位的并行型AD转换器配合DA转换器组成，用两次比较实行转换
3、， 所以称为Half flash（半快速）型。还有分成三步或多步实现AD转换的叫 做分级（Multistep/Subrangling ）型AD，而从转换时序角度 又可称为流 水线（Pipelined）型AD，现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作 数字运算而修正特性等功能。这类 AD速度比逐次比较型高，电路 规模比 并行型小。4）工- （Sigma?/FONTdelta）调制型（如 AD7705）工-型AD由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等组成。 原理上近似于积分型，将输入电压转换成时间（脉冲宽度）信号，用数字滤波器处理后得到数字值。电路的数字部分基本上容易单片化，因此容易做
4、到高分辨率。主要用于音频和测量。5）电容阵列逐次比较型电容阵列逐次比较型AD在内置DA转换器中采用电容矩阵方式，也可称 为电荷再分配型。一般的电阻阵列 DA转换器中多数电阻的值必须一致，在 单芯片上生成高精度的电阻并不容易。如果用电容阵列取代电阻阵列，可 以用低廉成本制成高精度单片AD转换器。最近的逐次比较型AD转换器大 多为电容阵列式的。6）压频变换型（如AD650）压频变换型(Voltage-Frequency Converter )是通过间接转换方式实 现模数转换的。其原理是首先将输入的模拟信号转换成频率，然后用计数器将频率转换成数字量。从理论上讲这种AD的分辨率几乎可以无限增加，只要采
5、样的时间能够满足输出频率分辨率要求的累积脉冲个数的宽度。其 优点是 分辩率高、功耗低、价格低，但是需要外部计数电路共同完成AD转换。2. AD转换器的主要技术指标1) 分辩率(Resolution)指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量， 定义为满刻度与2n的比值。分辩率又称精度，通常以数字信号的位数来表Z示O2) 转换速率(Conversion Rate)是指完成一次从模拟转换到数字的 AD 转换所需的时间的倒数。积分型AD的转换时间是毫秒级属低速AD，逐次比 较型AD是微秒级属中速AD，全并行/串并行型AD可达到纳秒级。采样时间 则是另外一个概念，是指两次转换的间隔。为了保证转换的正确完
6、成，采 样速率(Sample Rate)必须小于或等于转换速率。因此有人习惯上将转换 速率在数值上等同于采样速率也是可以接受的。常用单位是ksps和Msps， 表 示每秒采样千 /百万次(kilo / Million Samples per Second )。3) 量化误差(Quantizing Error)由于AD的有限分辩率而引起的误差， 即有限分辩率AD的阶梯状转移特性曲线与无限分辩率AD (理想AD)的转 移特 性曲线(直线)之间的最大偏差。通常是1个或半个最小数字量的模 拟变化量，表示为1LSB、1/2LSB。4) 偏移误差(Offset Error)输入信号为零时输出信号不为零的值，可 外接电位器调至最小。5) 满刻度误差(Full Scale Error)满度输出时对应的输入信号与理想 输入信号值之差。6) 线性度(Linearity)实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移， 不包括以上三种误差。其他指标还有：绝对精度(Absolute Accuracy)，相对精度(Relative Accuracy)，微分非线性，单调性和无错码，总谐波失真(Total Harmonic Distotortion缩写THD )和积分非线性。
