ADC(模数转换)

ADC(模数转换)

什么是ADC?

ADC指模数转换器，是指将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，也就是说把模拟信号转换成芯片能处理的010101的这种数字信号

ADC的转换过程是如何把模拟信号转换为数字信号的？

在转换的过程中我们把它分为3个步骤：1采样、2量化、3编码。

首先要对模拟信号进行采样，一般以固定周期的采样脉冲来采集模拟信号

     这样就可以得到一个在时间上离散的信号，但他还不是数字信号，这样采集出来的信号在幅值是连续的可以称为“抽样信号”，因为在每个采样时间点上，采集到的模拟信号的精度很高，如果能用数字信号表示这样的精度的模拟信号，那么这两种信号之间就没有什么差别了

为了方便信号处理就需要进行下一个数字化步骤：量化 把采集到的模拟信号波形量化为

数字信号波形，在通过编码转换为芯片能处理的010101的这种数字信号得到最终的数据

举例我们规定在0V至10V之间的电压信号是有效的，以0.625V为量化间隔，将10V的参考电压量分成16个级别0~0.625是第一级，0.625~1.25是第二级以此类推，每级量化都是量化间隔的整数倍

比如说我在量化前的信号波形是这样的，量化完后可以看出大体的波形是差不多的

前两步就到了最后一步了：编码

我们外设ADC是SARADC也就是逐次逼近型ADC，使用的是一种二分搜索算法实现数字信号的转换。

举例这是一个5bit分辨率的SAR ADC，其参考电压是32毫V，最小量化电压为1毫V

当我们输入的电压为21.5mV时，ADC首先用参考电压的一半(也就时32mV的2/1)与输入电压比较也就是16mV和21.5，21.5>16所以首位输出1

第二次比较时用2/1(16)+4/1(8)的和作比较也就时24mV，21.5<24所以第二位输出0

第三次比较少用2/1(16)+8/1(4)的和20mV作比较时，21.5>20所以第三位输出1

第四次比较少用用2/1(16)+8/1(4)+16/1(2)的和22mV作比较时，21.5<22所以输出0

第五次比较少用2/1(16)+8/1(4)+32/1(1)的和21mV作比较时，21.5>21所以输出1

这样SAR ADC最终通过一次次的比较，最后得到想要的二进制值，输出的结果就是10101，

ADC相关参数说明：

分辨率：分辨率以二进制数的位数来表示，一般有8位，10位，12位，16位等，他说明模数转换器对输入信号的分辨能力，位是越多分辨率越高，恢复模拟信号时会更精准。

转换速率：转换速率是指A/D转换器完成一次从模拟量到数字量的AD转换所需时间的倒数。

列如030手册上转换器的转换速率位1MHz，则表示完成一次AD转换时间位1微妙。

精度：精度表示ADC器件在所有的数值点上对应的模拟值与真实值之间的最大误差值.