A/D的主要技術(shù)指標
我們在選取和使用A/D的時候，依靠什么指標來判斷很重要。由于AD的種類很多，分為積分型、逐次逼近型、并行/串行比較型、Σ-Δ型等多種類型。同時指標也比較多，并且有的指標還有輕微差別，在這里我是以同學們便于理解的方法去講解，如果和某一確定類型A/D概念和原理有差別，也不會影響實際應用。
1、ADC的位數(shù)。
一個n位的ADC表示這個ADC共有2的n次方個刻度。8位的ADC，輸出的是從0到255一共256個數(shù)字量，也就是2的8次方個數(shù)據(jù)刻度。
2、基準源
基準源，也叫基準電壓，是ADC的一個重要指標，要想把輸入ADC的信號測量準確，那么基準源首先要準，基準源的偏差會直接導致轉(zhuǎn)換結(jié)果的偏差。比如一根米尺，總長度本應該是1米，假定這根米尺被火烤了一下，實際變成了1.2米，再用這根米尺測物體長度的話自然就有了較大的偏差。假如我們的基準源應該是5.10V，但是實際上提供的卻是4.5V，這樣誤把4.5V當成了5.10V來處理的話，偏差也會比較大。
3、分辨率
分辨率是數(shù)字量變化一個最小刻度時，模擬信號的變化量，定義為滿刻度量程與2n-1的比值。5.10V的電壓系統(tǒng)，使用8位的ADC進行測量，那么相當于0到255一共256個刻度，把5.10V平均分成了255份，那么分辨率就是5.10/255 = 0.02V。
4、INL(積分非線性度)和DNL(差分非線性度)
初學者最容易混淆的兩個概念就是“分辨率”和“精度”，認為分辨率越高，則精度越高，而實際上，兩者之間是沒有必然聯(lián)系的。分辨率是用來描述刻度劃分的，而精度是用來描述準確程度的。同樣一根米尺，刻度數(shù)相同，分辨率就相當，但是精度卻可以相差很大，如圖1所示。
圖1 米尺精度對比
圖1表示的精度一目了然，不需多說。和ADC精度關(guān)系重大的兩個指標是INL(Integral NonLiner)和DNL(Differencial NonLiner)。
INL指的是ADC器件在所有的數(shù)值上對應的模擬值，和真實值之間誤差最大的那一個點的誤差值，是ADC最重要的一個精度指標，單位是LSB。LSB（Least Significant Bit）是最低有效位的意思，那么它實際上對應的就是ADC的分辨率。一個基準為5.10V的8位ADC，它的分辨率就是0.02V，用它去測量一個電壓信號，得到的結(jié)果是100，就表示它測到的電壓值是100*0.02V=2V，假定它的INL是1LSB，就表示這個電壓信號真實的準確值是在1.98V～2.02V之間的，按理想情況對應得到的數(shù)字應該是99～101，測量誤差是一個最低有效位，即1LSB。
DNL表示的是ADC相鄰兩個刻度之間最大的差異，單位是LSB。一把分辨率是1毫米的尺子，相鄰的刻度之間并不都剛好是1毫米，而總是會存在或大或小的誤差。同理，一個ADC的兩個刻度線之間也不總是準確的等于分辨率，也是存在誤差，這個誤差就是DNL。一個基準為5.10V的8位ADC，假定它的DNL是0.5LSB，那么當它的轉(zhuǎn)換結(jié)果從100增加到101時，理想情況下實際電壓應該增加0.02V，但DNL為0.5LSB的情況下實際電壓的增加值是在0.01～0.03之間。值得一提的是DNL并非一定小于1LSB，很多時候它會等于或大于1LSB，這就相當于是一定程度上的刻度紊亂，當實際電壓保持不變時，ADC得出的結(jié)果可能會在幾個數(shù)值之間跳動，很大程度上就是由于這個原因（但并不完全是，因為還有無時無處不在的干擾的影響）。
5、轉(zhuǎn)換速率
轉(zhuǎn)換速率，是指ADC每秒能進行采樣轉(zhuǎn)換的最大次數(shù)，單位是sps（或s/s、sa/s，即samples per second），它與ADC完成一次從模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換所需要的時間互為倒數(shù)關(guān)系。ADC的種類比較多，其中積分型的ADC轉(zhuǎn)換時間是毫秒級的，屬于低速ADC；逐次逼近型ADC轉(zhuǎn)換時間是微妙級的，屬于中速ADC；并行/串行的ADC的轉(zhuǎn)換時間可達到納秒級，屬于高速ADC。
ADC的這幾個主要指標大家先熟悉一下，對于其他的，作為一個入門級別的選手來說，先不著急深入理解。以后使用過程中遇到了，再查找相關(guān)資料深入學習，當前重點是在頭腦中建立一個ADC的基本概念。
編輯：admin 最后修改時間：2018-05-08
