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。