教你如何選擇ADC，ADC常見參數理解
發布時間：2017-8-25 09:37
發布者：技術小白
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ADC 參數解釋： 1. 分辯率(Resolution) 指數字量變化一個最小量時模擬信號的變化量，定義為滿刻度與 2n 的 比值。分辯率又稱精度，通常以數字信號的位數來表示。 2. 轉換速率(Conversion Rate)是指完成一次從模擬轉換到數字的 AD 轉換所需的時間的倒數。 積分型 AD 的轉換時間是毫秒級屬低速 AD，逐次比較型 AD 是微秒級屬中速 AD，全并行/ 串并行型 AD 可達到納秒級。采樣時間則是另外一個概念，是指兩次轉換的間隔。為了保 證轉換的正確完成，采樣速率(Sample Rate)必須小于或等于轉換速率。因此有人習慣上將 轉換速率在數值上等同于采樣速率也是可以接受的。常用單位是 ksps 和 Msps，表示每秒 采樣千/百萬次（kilo / Million Samples per Second）。 3. 量化誤差(Quantizing Error) 由于 AD 的有限分辯率而引起的誤差，即有限分辯率 AD 的階梯 狀轉移特性曲線與無限分辯率 AD（理想 AD）的轉移特性曲線（直線）之間的最大偏差。 通常是 1 個或半個最小數字量的模擬變化量，表示為 1LSB、1/2LSB。 4. 偏移誤差(Offset Error) 輸入信號為零時輸出信號不為零的值，可外接電位器調至最小。 5. 滿刻度誤差(Full Scale Error) 滿度輸出時對應的輸入信號與理想輸入信號值之差。 6. 微分非線性（Differential nonlinearity，DNL）ADC 相鄰兩刻度之間最大的差異。 7. 積分非線性（Integral nonlinearity，INL）表示了 ADC 器件在所有的數值點上對應的模擬值 和真實值之間誤差最大的那一點的誤差值，也就是輸出數值偏離線性最大的距離。 8. 總諧波失真（Total Harmonic Distotortion 縮寫 THD）。 ADC 的選擇： 首先看精度和速度，然后看輸入通道數，輸出的接口如 SPI 或者并行的，差分 還是單端輸入的，輸入范圍是多少。如何選擇你所需要的器件呢？要綜合設計的諸項因素，系統技 術指標、成本、功耗、安裝等，最主要的依據還是速度和精度。 1. 精度與所測量的信號范圍有關，但估算時要考慮到其他因素，轉換器位數應該比總精度要 求的最低分辯率高一位。常見的 AD/DA 器件有 8 位，10 位，12 位，14 位，16 位等。 2. 速度根據輸入信號的最高頻率來確定，保證 ADC 的轉換速率高于系統要求的采樣頻率。 3. 通道有的單芯片內部含有多個 AD/DA 模塊，可同時實現多路信號的轉換；常見的多路 AD 器件只有一個公共的 AD 模塊，由一個多路轉換開關實現分時轉換。 4. 數字接口方式接口有并行/串行之分，串行又有 SPI、I2C、SM 等多種不同標準。數值編碼 通常是二進制，也有 BCD（二~十進制）、雙極性的補碼、偏移碼等。 5. 模擬信號類型通常 AD 器件的模擬輸入信號都是電壓信號，而 DA 器件輸出的模擬信號有 電壓和電流兩種。 6. 同時根據信號是否過零，還分成單極性（Unipolar）和雙極性（Bipolar）。 7. 電源電壓有單電源，雙電源和不同電壓范圍之分，早期的 AD/DA 器件要有+15V/-15V，如 果選用單+5V 電源的芯片則可以使用單片機系統電源。 8. 基準電壓有內、外基準和單、雙基準之分。 9. 功耗一般 CMOS 工藝的芯片功耗較低，對于電池供電的手持系統對功耗要求比較高的場合 一定要注意功耗指標。 10. 封裝形式：常見的封裝是 DIP，現在表貼型 SO 封裝的應用越來越多。 11. 跟蹤/保持（Track/Hold 縮寫 T/H）原則上直流和變化非常緩慢的信號可不用采樣保持，其 他情況都應加采樣保持。 12. 滿幅度輸出(Rail-to Rail) 新近業界出現的新概念，最先應用于運算放大器領域，指輸出電 壓的幅度可達輸入電壓范圍。在 DA 中一般是指輸出信號范圍可達到電源電壓范圍。（國 內的翻譯并不統一，如“軌-軌”、“滿擺幅”） 主要針對高精度測量類的 AD. ? 參考電壓需要足夠精確,推薦使用外部高精準參考電壓。 ? 如果 PGA 可調,增益系數一般是越小噪聲越低。 ? 一般最好用到滿量程,此時 AD 精度不浪費。 ? 如果有偏置,需要進行自校。 嵌入式技術學習，聯系宋老師企鵝號：3524-6590-88 Tel/WX：173--1795--1908 以下課程可免費試聽C語言、電子、PCB、STM32、Linux、FPGA、JAVA、安卓等。 想學習的你和我聯系預約就可以免費聽課了。 
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