模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理與分類特點(diǎn)詳解

　　前言：模數(shù)轉(zhuǎn)換器也是轉(zhuǎn)換器的一種類型，大家是否有使用過呢？模數(shù)轉(zhuǎn)換器的功能是什么呢？又是如何發(fā)揮這些功能的呢？下面就讓小編來給大家介紹一下模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理。

　　模數(shù)轉(zhuǎn)換器工作原理

　　模數(shù)轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器，或簡(jiǎn)稱ADC，通常是指一個(gè)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的電子元件。通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是把經(jīng)過與標(biāo)準(zhǔn)量比較處理后的模擬量轉(zhuǎn)換成以二進(jìn)制數(shù)值表示的離散信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。故任何一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個(gè)參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)，比較常見的參考標(biāo)準(zhǔn)為最大的可轉(zhuǎn)換信號(hào)大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號(hào)相對(duì)于參考信號(hào)的大小。

　　模數(shù)轉(zhuǎn)換器分類

　　模數(shù)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換成時(shí)間或頻率，然后再把這些中間量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，常用的有雙積分型ADC。直接ADC則直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，常用的有并聯(lián)比較型ADC和逐次逼近型ADC。

　　并聯(lián)比較型ADC：采用各量級(jí)同時(shí)并行比較，各位輸出碼也是同時(shí)并行產(chǎn)生，所以轉(zhuǎn)換速度快。并聯(lián)比較型ADC的缺點(diǎn)是成本高、功耗大。

　　逐次逼近型ADC：它產(chǎn)生一系列比較電壓VR，但它是逐個(gè)產(chǎn)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(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的。它比并聯(lián)比較型ADC的轉(zhuǎn)換速度慢，比雙分積型ADC要快得多，屬于中速ADC器件。

　　雙積分型ADC：它先對(duì)輸入采樣電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行兩次積分，獲得與采樣電壓平均值成正比的時(shí)間間隔，同時(shí)用計(jì)數(shù)器對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)。它的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好;主要缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換速度低。

　　模數(shù)轉(zhuǎn)換器工作原理--怎么工作的呢？

　　模數(shù)轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過采樣、保持和量化、編碼這幾個(gè)步驟。下面我們以∑-△A/D轉(zhuǎn)換器為例來簡(jiǎn)單介紹一下其工作原理。∑-△A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理，就是將初次轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)再做信號(hào)除噪處理。

　　總體來說，∑-△A/D轉(zhuǎn)換器有兩大部分，模擬部分和數(shù)字部分，模擬部分是一個(gè)∑-△調(diào)制器，主要使采用過采樣技術(shù)采樣后信號(hào)經(jīng)過調(diào)制器，使量化噪聲分布更廣，并且輸出一位一位的數(shù)據(jù)位流，數(shù)字部分是一個(gè)數(shù)字濾波器，它對(duì)模擬部分輸出的數(shù)字量進(jìn)行除噪處理，濾除大部分的量化噪聲，并對(duì)調(diào)制器的輸出降頻至奈奎斯特頻率和進(jìn)行進(jìn)一步的量化，最終得到輸出結(jié)果。