-模数转换(AD)工作原理及应用

1、欢迎进入云龙电子科技大讲堂51单片机实训课程 作者：小王老师欢迎进入云龙电子科技大讲堂A/D转换器与单片机接口欢迎进入云龙电子科技大讲堂 A/D将连续变化的模拟信号转换为数字信号。将连续变化的模拟信号转换为数字信号。欢迎进入云龙电子科技大讲堂双积分型双积分型A/D转换器。转换器。逐次逼近比较型逐次逼近比较型AD/转换器。转换器。并行并行A/D转换器。转换器。根据根据A/D电路的工作原理可分为以下几大型：电路的工作原理可分为以下几大型：欢迎进入云龙电子科技大讲堂逐次逼近式逐次逼近式ADC的转换原理的转换原理欢迎进入云龙电子科技大讲堂A/D转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标1、分辨率、分辨率

2、ADC的分辨率的分辨率是指使输出数字量变化一个最小量时是指使输出数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量。常用二进制的位数表示。例如模拟信号的变化量。常用二进制的位数表示。例如8位位ADC的分辨率就是的分辨率就是8位，或者说分辨率为满刻位，或者说分辨率为满刻度度FS的的1/ 28 。一个一个5V满刻度的满刻度的8位位ADC能分辨输入电压变化最能分辨输入电压变化最小值是小值是5V1/28 =19.53mV。欢迎进入云龙电子科技大讲堂2、量化误差、量化误差ADC把模拟量变为数字量，用数字量近似表示模拟量，这个把模拟量变为数字量，用数字量近似表示模拟量，这个过程称为量化。过程称为量化。量化误差是量化误

3、差是ADC的有限位数对模拟量进行量的有限位数对模拟量进行量化而引起的误差。化而引起的误差。实际上，要准确表示模拟量，实际上，要准确表示模拟量，ADC的位数的位数需很大甚至无穷大。一个分辨率有限的需很大甚至无穷大。一个分辨率有限的ADC的阶梯状转换特的阶梯状转换特性曲线与具有无限分辨率的性曲线与具有无限分辨率的ADC转换特性曲线（直线）之间转换特性曲线（直线）之间的最大偏差即是量化误差。的最大偏差即是量化误差。 欢迎进入云龙电子科技大讲堂3、偏移误差、偏移误差偏移误差是指输入信号为零时，输出信号不为零的偏移误差是指输入信号为零时，输出信号不为零的值，所以有时又称为零值误差。假定值，所以有时又称为

4、零值误差。假定ADC没有非线没有非线性误差，则其转换特性曲线各阶梯中点的连线必定性误差，则其转换特性曲线各阶梯中点的连线必定是直线，这条直线与横轴相交点所对应的输入电压是直线，这条直线与横轴相交点所对应的输入电压值就是偏移误差。值就是偏移误差。、满刻度误差、满刻度误差满刻度误差满刻度误差又称为增益误差。又称为增益误差。ADC的满刻度误差是的满刻度误差是指满刻度输出数码所对应的实际输入电压与理想输入指满刻度输出数码所对应的实际输入电压与理想输入电压之差。电压之差。欢迎进入云龙电子科技大讲堂5、线性度、线性度线性度有时又称为非线性度，它是指转换器实际的转换特性线性度有时又称为非线性度，它是指转换器

5、实际的转换特性与理想直线的最大偏差。与理想直线的最大偏差。6、绝对精度、绝对精度在一个转换器中，任何数码所对应的实际模拟量输入与理论在一个转换器中，任何数码所对应的实际模拟量输入与理论模拟输入之差的最大值，称为模拟输入之差的最大值，称为绝对精度绝对精度。对于。对于ADC而言，可而言，可以在每一个阶梯的水平中点进行测量，它包括了所有的误差。以在每一个阶梯的水平中点进行测量，它包括了所有的误差。7、转换速率、转换速率ADC的的转换速率转换速率是能够重复进行数据转换的速度，即每秒转是能够重复进行数据转换的速度，即每秒转换的次数。而完成一次换的次数。而完成一次A/D转换所需的时间（包括稳定时转换所需的时