模數轉換器通常將一個輸入電壓信號轉換為一個輸出的數位訊號，ADC作為電路中重要的元器件，本文將介紹模數轉換器的基本原理、轉換步驟、主要技術指標以及不同類型ADC的特點。
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201608/295834.htm1 模數轉換器的基本原理
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)。
2 實現模數轉換的步驟
模數轉換一般要經過採樣、保持和量化、編碼這幾個步驟。
採樣定理：當採樣頻率大於模擬信號中最高頻率成分的兩倍時，採樣 值才能不失真的反映原來模擬信號。
3 模數轉換器的主要技術指標
轉換精度 集成 ADC 用解析度和轉換誤差來描述轉換精度。
(1)解析度
通常以輸出二進位或十進位數字的位數表示解析度的高低，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 位二進位數可以
分辨的最小模擬電壓為 5 V×2-8 =20 mV;而輸出 12 位二進位數可以
分辨的最小模擬電壓為 5 V×2-12≈1.22 mV。
(2) 轉換誤差
它是指在零點和滿度都校準以後，在整個轉換範圍內，分別測量各個 數字量所對應的模擬輸入電壓實測範圍與理論範圍之間的偏差，取其 中的最大偏差作為轉換誤差的指標。通常以相對誤差的形式出現，並 以 LSB 為單位表示。例如 ADC0801 的相對誤差為±? LSB。
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)。
4 模數轉換器的構成及不同類型模數轉換器的特點
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採用各量級同時並行比較， 各位輸出碼也是同時並行產生，所以轉換速度快是它的突出優點，同 時轉換速度與輸出碼位的多少無關。並聯比較型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 系列比較電壓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，它先對輸入採樣電壓和基準電壓 進行兩次積分，以獲得與採樣電壓平均值成正比的時間間隔，同時在 這個時間間隔內，用計數器對標準時鐘脈衝(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;可實現高精度模數轉換。主要缺點是轉換速度低，因此這種轉換器大多應用於要求精度較高而轉換速度要求不高的儀器 儀表中，例如用於多位高精度數字直流電壓表中。