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什么是ADC ADC的主要技術參數及分類

單片機技術宅 ? 來源:單片機技術宅 ? 作者:小代126 ? 2021-11-02 09:36 ? 次閱讀
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在芯片世界中的ADC,其全稱是Analog-to-Digital Converter, 模擬數字轉換器!它是連接模擬世界與數字世界的橋梁。

從宏觀上看,自然界產生的信號,都是模擬信號,比如我們說話的聲音,我們看到的圖像,我們感受到的溫度等等。但是這些模擬信號都得最終放在數字領域進行處理,存儲或者傳輸,那如何把模擬信號轉換成數字信號呢?對的,機智如你,我們需要一個轉換器,它就是芯片界的老牌貴族—ADC!

ADC的基本指標

ADC芯片主要看兩個基本指標,一個是速度(Speed),一個是精度(Resolution)。顧名思義,速度代表著ADC可以轉換多大帶寬—Bandwidth的模擬信號,帶寬對應的就是模擬信號頻譜中的最大頻率。精度就是衡量轉換出來的數字信號與原來的模擬信號之前的差距。?

ADC的分類

直接轉換模擬數字轉換器(Direct-conversion ADC),或稱Flash模擬數字轉換器(flash ADC)

逐次逼近模擬數字轉換器(Successive approximaTIon ADC)

躍升-比較模擬數字轉換器(Ramp-compare ADC)

威爾金森模擬數字轉換器(Wilkinson ADC)

集成模擬數字轉換器(IntegraTIng ADC)

Delta編碼模擬數字轉換器(Delta-encoded ADC)

管道模擬數字轉換器(Pipeline ADC)

Sigma-Delta模擬數字轉換器(Sigma-delta ADC)

時間交織模擬數字轉換器(TIme-interleaved ADC)

帶有即時FM段的模擬數字轉換器

也有利用電子技術和其他技術結合的轉換器:時間延伸模擬數字轉換器(TIme stretch analog-to-digital converter, TS-ADC?

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。通常情況描述為1秒鐘可以轉換多少次。

經典ADC芯片0809

adc0809是分辨率為8位的逐次逼近原理進行模/數轉換的器件。其內部有一個8通道多路開關,它可以根據地址碼鎖存譯碼后的信號,只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉換。

逐次逼近型ADC

逐次逼近型ADC應用非常廣泛的模/數轉換方法,它包括1個比較器、1個數模轉換器、1個逐次逼近寄存器(SAR)和1個邏輯控制單元。它是將采樣輸入信號與已知電壓不斷進行比較,1個時鐘周期完成1位轉換,N位轉換需要N個時鐘周期,轉換完成,輸出二進制數。這一類型ADC的分辨率和采樣速率是相互矛盾的,分辨率低時采樣速率較高,要提高分辨率,采樣速率就會受到限制。

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現在的MCU中,好多都內部集成有ADC功能,小代最喜歡推薦的STC的芯片,目前比較新的STC8A系列芯片,內部已經集成12位分辨率的高速ADC模塊,每秒80萬次的轉換速率,足矣滿足8位MCU的日常使用。

編輯:jq

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原文標題:ADC到底是什么?

文章出處:【微信號:chuxue_MCU,微信公眾號:單片機技術宅】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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