ADC简介、原理及主要参数

(一)adc简介
这是一个典型的嵌入式闭环控制系统框图,在这个系统中将模拟量转换为数字量的过程称为模数(a/d)转换,完成这一转换的器件叫作模数转换器(adc)。将数字量转化为模拟量的过程称为数模(d/a)转换,与之对应的器件就叫做数模转换器(dac)。
只要跟cpu打交道的通常是数字量,和控制系统相关的一般是模拟非电量(温度,速度等),模拟量和数字量之间的通信就需要a/d和d/a转换,a/d和d/a转换起到了桥梁的作用。
模拟信号的采集和处理过程可以用下面这个框图简单表示,数据采集系统主要是由模拟信号采集、a/d转换、数字信号处理这三大部分组成,可见a/d转换有多重要。(stm32的a/d模块包括的是运放之后的模块,即红色方框之内的部分)。
(二)adc原理
a/d转换主要包括两个内容:采样保持和量化编码,不光要采样,还要保持一会儿使得能够完成量化编码的工作,所以我们通常也会比较关心a/d转换所需的时间。上面这个示意图是教科书里常见的,让我们对采样和量化编码有个大致的理解。将一个模拟信号进行采样,得到的样点转化为数字量,这是整个a/d转换过程的核心,量化编码分为好多算法,这里不深入研究了,知道大致原理即可。
(三)adc主要参数
1 分辨率:
ad转换器输出的数字量的最低位变化一个数时,对应输入模拟量的变化量,a/d转换器的位数越多,能够分辨的最小模拟电压值就越小,分辨率就越大,stm32的a/d转换器是12位的,假设最大输入电压为5v,所能分辨的最小电压量就是5/(2^12),很多时候我们会直接说一个n位的a/d转换器分辨率为n,这只是一个设计参数,不是实际的测量值。
2 相对精度:
a/d转换器实际输出数字量与理论值之间的最大差值称为相对精度。
3转换速度:
a/d转换器完成一次转换所需要的时间,一般是us级别的。

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