將模擬量轉換成數字量的過程稱為“模數轉換”。完成模數轉換的電路稱為模數轉換器，簡稱 ADC（Analog to Digital Converter）。

 

　　

模數轉換一般要經過采樣、保持和量化、編碼這幾個步驟。

　　

采樣定理：當采樣頻率大於模擬信號中最高頻率成分的兩倍時，采樣值才能不失真的反映原來模擬信號。

 

 

　　

轉換精度集成 ADC 用分辨率和轉換誤差來描述轉換精度。

　　

1.分辨率

　　

通常以輸出二進製或十進製數字的位數表示分辨率的高低，因為位數越多，量化單位越小，對輸入信號的分辨能力就越高。

　　

例如：輸入模擬電壓的變化範圍為 0～5 V，輸出 8 位二進製數可以

　　

分辨的最小模擬電壓為 5 V×2－8 ＝20 mV
；而輸出 12 位二進製數可以

　　

分辨的最小模擬電壓為 5 V×2－12≈1.22 mV。

　　

2.轉換誤差

　　

它(ta)是(shi)指(zhi)在(zai)零(ling)點(dian)和(he)滿(man)度(du)都(dou)校(xiao)準(zhun)以(yi)後(hou)，在(zai)整(zheng)個(ge)轉(zhuan)換(huan)範(fan)圍(wei)內(nei)，分(fen)別(bie)測(ce)量(liang)各(ge)個(ge)數(shu)字(zi)量(liang)所(suo)對(dui)應(ying)的(de)模(mo)擬(ni)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)實(shi)測(ce)範(fan)圍(wei)與(yu)理(li)論(lun)範(fan)圍(wei)之(zhi)間(jian)的(de)偏(pian)差(cha)，取(qu)其(qi)中(zhong)的(de)最(zui)大(da)偏(pian)差(cha)作(zuo)為(wei)轉(zhuan)換(huan)誤(wu)差(cha)的(de)指(zhi)標(biao)。通(tong)常(chang)以(yi)相(xiang)對(dui)誤(wu)差(cha)的(de)形(xing)式(shi)出(chu)現(xian)
，並(bing)以(yi) LSB 為單位表示。例如 ADC0801 的相對誤差為± LSB。

　　

3.轉換速度

　　

完成一次模數轉換所需要的時間稱為轉換時間。大多數情況下，轉換速度是轉換時間的倒數。

　　

ADC 的轉換速度主要取決於轉換電路的類型，並聯比較型 ADC 的轉換速度最高（轉換時間可小於 50 ns），逐次逼近型 ADC 次之（轉 換時間在 10～100μs 之間），雙積分型 ADC 轉換速度最低（轉換時間在幾十毫秒至數百毫秒之間）。

 

　　

模數轉換器的種類很多，按工作原理的不同，可分成間接 ADC 和直接 ADC。

　　

間接 ADC 是先將輸入模擬電壓轉換成時間或頻率，然後再把這些中間量轉換成數字量
，常用的有中間量是時間的雙積分型 ADC。

　　

直接 ADC 則直接轉換成數字量，常用的有並聯比較型 ADC 和逐次逼近型 ADC。

　　

並聯比較型ADC：由於並聯比較型ADCcaiyonggeliangjitongshibingxingbijiao，geweishuchumayeshitongshibingxingchansheng，suoyizhuanhuansudukuaishitadetuchuyoudian，tongshizhuanhuansuduyushuchumaweideduoshaowuguan。binglianbijiaoxingADC的缺點是成本 高
、功耗大。因為n位輸出的ADC
，需要 2n 個電阻

，（2n －1）個比較器和D觸發器，以及複雜的編碼網絡
，其元件數量隨位數的增加，以幾何級數上升。所以這種ADC適用於要求高速
、低分辯率的場合。逐次逼近型ADC：逐次逼近型ADC是另一種直接ADC，它也產生一係列比較電壓VR，但與並聯比較型ADC不同
，它是逐個產生比較電壓
， 逐次與輸入電壓分別比較

，以逐漸逼近的方式進行模數轉換的。逐次逼近型ADC每次轉換都要逐位比較，需要（n+1）個節拍脈衝才能完成，所以它比並聯比較型ADC 的轉換速度慢

，比雙分積型ADC要快得多，屬於中速ADC器件。另外位數多時，它需用的元器件比並聯比較型少得多

，所以它是集成ADC中，應用較廣的一種。

　　

雙積分型 ADC：屬於間接型 ADC

，taxianduishurucaiyangdianyahejizhundianyajinxingliangcijifen，yihuodeyucaiyangdianyapingjunzhichengzhengbideshijianjiange，tongshizaizhegeshijianjiangenei，yongjishuqiduibiaozhunshizhongmaichong（CP）計數，計數器輸出的計數結果就是對應的數字量。雙積分型 ADC 優點是抗幹擾能力強；穩定性好；keshixiangaojingdumoshuzhuanhuan。zhuyaoquedianshizhuanhuansududi，yincizhezhongzhuanhuanqidaduoyingyongyuyaoqiujingdujiaogaoerzhuanhuansuduyaoqiubugaodeyiqiyibiaozhong，liruyongyuduoweigaojingdushuzizhiliudianyabiaozhong。