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

　　

tashizhizailingdianhemandudouxiaozhunyihou，zaizhenggezhuanhuanfanweinei，fenbiecelianggegeshuziliangsuoduiyingdemonishurudianyashicefanweiyulilunfanweizhijiandepiancha，quqizhongdezuidapianchazuoweizhuanhuanwuchadezhibiao。tongchangyixiangduiwuchadexingshichuxian
，bingyi 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ADC采(cai)用(yong)各(ge)量(liang)級(ji)同(tong)時(shi)並(bing)行(xing)比(bi)較(jiao)
，各(ge)位(wei)輸(shu)出(chu)碼(ma)也(ye)是(shi)同(tong)時(shi)並(bing)行(xing)產(chan)生(sheng)
，所(suo)以(yi)轉(zhuan)換(huan)速(su)度(du)快(kuai)是(shi)它(ta)的(de)突(tu)出(chu)優(you)點(dian)
，同(tong)時(shi)轉(zhuan)換(huan)速(su)度(du)與(yu)輸(shu)出(chu)碼(ma)位(wei)的(de)多(duo)少(shao)無(wu)關(guan)。並(bing)聯(lian)比(bi)較(jiao)型(xing)ADC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，它ta先xian對dui輸shu入ru采cai樣yang電dian壓ya和he基ji準zhun電dian壓ya進jin行xing兩liang次ci積ji分fen，以yi獲huo得de與yu采cai樣yang電dian壓ya平ping均jun值zhi成cheng正zheng比bi的de時shi間jian間jian隔ge
，同tong時shi在zai這zhe個ge時shi間jian間jian隔ge內nei，用yong計ji數shu器qi對dui標biao準zhun時shi鍾zhong脈mai衝chong（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；可ke實shi現xian高gao精jing度du模mo數shu轉zhuan換huan。主zhu要yao缺que點dian是shi轉zhuan換huan速su度du低di
，因yin此ci這zhe種zhong轉zhuan換huan器qi大da多duo應ying用yong於yu要yao求qiu精jing度du較jiao高gao而er轉zhuan換huan速su度du要yao求qiu不bu高gao的de儀yi器qi儀yi表biao中zhong，例li如ru用yong於yu多duo位wei高gao精jing度du數shu字zi直zhi流liu電dian壓ya表biao中zhong。