AD转换器种类

A/D转换：就是把模拟信号，转换为数字信号ad:模数转换，将模拟信号变成数字信号，便于数字设备处理。

da：数模转换，将数字信号转换为模拟信号与外部世界接口。

具体可以看看下面的资料，了解一下工作原理：ad转换器的分类1.下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点：积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、∑-δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。

1）积分型（如tlc7135）积分型ad工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。

其优点是用简单电路就能获得高分辨率，但缺点是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低。

初期的单片ad转换器大多采用积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。

2）逐次比较型（如tlc0831）逐次比较型ad由一个比较器和da转换器通过逐次比较逻辑构成，从msb 开始，顺序地对每一位将输入电压与内置da转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值。

其电路规模属于中等。

其优点是速度较高、功耗低，在低分辩率（<12位）时价格便宜，但高精度（>12位）时价格很高。

3）并行比较型/串并行比较型（如tlc5510）并行比较型ad采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称flash(快速)型。

由于转换速率极高，n位的转换需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也高，只适用于视频ad转换器等速度特别高的领域。

串并行比较型ad结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由2个n/2位的并行型ad转换器配合da转换器组成，用两次比较实行转换，所以称为half flash(半快速)型。

还有分成三步或多步实现ad转换的叫做分级（multistep/subrangling）型ad，而从转换时序角度又可称为流水线（pipelined）型ad，现代的分级型ad中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。

这类ad速度比逐次比较型高，电路规模比并行型小。

T2
T3 Tw T4
0010 0000 0010
A0 A1 A2
A9~A3
0 1 0 译码 0 ≥1 200~207H
A B C OE
IOR
根据由0809连接电路图和IN指令时序可知:
T1
T2 T3 Tw T4
CLK
A9~A0 D7 ~ D0 IOR
读入转换结果程序段： MOV IN DX, 202H AL, DX
PC总线
D7~D0 数据线
A0 A1 A2
A9~A3 IOW IOR 地址 200~207H 译码
ADC0809 IN0 IN1 D7~D0 IN2 IN3 A IN4 B IN5 C IN6 IN7
≥1 ≥1
ALE START
OE EOC
Vcc +VREF
+5V
GND -VREF CLK
500KHz 时钟信号
、、、 MOV AX,DATA MOV DS,AX LEA DI, bufer MOV CX, 100H next: MOV DX, 202h ;启动转换 OUT DX, AL CALL delay ;延时 MOV DX, 202H ;读取结果 IN AL, DX MOV [DI],AL INC DI LOOP next 、、、
数字输出D7~D0
D0~D7
D0~D7 0 1 0 A B C ALE START OE
IN2 ADC0809
PC
A0 A1 A2
总 A9~A3
线
IOW IOR
译码
200~207H
≥1 ≥1
EOC
210~217H
CS WR
RD
查询方式 连线图

® See NEW PRODUCTS section.
SELECTION TREES | 64
模数转换器（ＡＤＣ）
<3 MSPS
多通道
串行输入／输出
10-Bit
AD7811 (4-Ch, 350 kSPS, 2.7 V to 5.5 V) AD7812 (8-Ch, 350 kSPS, 2.7 V to 5.5 V) With On-Chip Temp Sensor AD7417 (4-Ch, 66 kSPS, I2C I/O) AD7817 (4-Ch, 100 kSPS, SPI I/O)
12-Bit
®AD9238 ®AD10201 ®AD10266 ®AD10230 (20/40/65 MSPS, 3 V) (105 MSPS, 5 V) (126 MSPS, 5 V) (170 MSPS, 3 V)
10-Bit
AD7813 (350 kSPS, 2.7 V) AD7470 (1.75 MSPS)
16-Bit
AD976 (100 kSPS) AD976A (200 kSPS)
12-Bit
AD7883 AD7880 AD7854L AD7854 AD7471 AD7892 AD9221 AD7472 AD7492 ® AD7482 AD1672 AD9223 (67 kSPS, 3 V) (67 kSPS) (100 kSPS, 3 V) (200 kSPS) (500 kSPS, Bipolar Input) (600 kSPS) (1.25 MSPS, Pipelined) (1.5 MSPS, VREF Ext) (1.5 MSPS, VREF Int) (3.0 MSPS, VREF Int) (3.0 MSPS, VREF Int) (3.0 MSPS, Pipelined)

则 fs ≥ 2fimax
0
TG O(t)
S(t) S(t)=1:开关闭合 S(t)=0:开关断开
t
t
t
取样与保持电路及工作原理
采得模拟信号转换为数字信号都需要一定时间，为了给后续的量 化编码过程提供一个稳定的值，在取样电路后要求将所采样的模 拟信号保持一段时间。
I
A1
采样
S
A2
O
CH
开关驱 动电路
0 1 ·0 …· ·
0
数据寄存器
11 0…
···
0
Dn-1 1
Dn-2 0 数字
···
量输出 D1
D0
D/A 转换器
O 7.5V
• 转换原理 第三个CP：
A=6.84V
模拟 量输入
I
电压 比较器
I ≥6.25V 启
动 脉 冲
CP 时钟 控制逻 辑电路
VREF=10VVREF
移位寄位器
0 0 1·…· · 0
(2) 第一次积分：
S2
+I A S1
R
–VREF B
定 时
S
–
O
–
+
1
O
1
t 0
I
dt
1
VI T1
n 级计数器
+
C
C
信
F
1
FF
1
FF
1
FF
1
号 Q Fn 1J
Qn n-1 1J
Q 1 1J
0 1J
G
n
C ＜ -1
1K R
C＜ 1K
R
1
C＜
1K R

在仪器仪表系统中，常常需要将检测到的连续变化的模拟量如:温度、压力、流量、速度、光强等转变成离散的数字量，才能输入到计算机中进行处理.这些模拟量经过传感器转变成电信号（一般为电压信号)，经过放大器放大后，就需要经过一定的处理变成数字量。

实现模拟量到数字量转变的设备通常成为模数转换器（ADC）,简称A/D。

随着集成电路的飞速发展，A/D转换器的新设计思想和制造技术层出不穷。

为满足各种不同的检测及控制需要而设计的结构不同、性能各异的A/D转换器应运而生.下面讲讲A/D转换器的基本原理和分类根据A/D转换器的原理可将A/D转换器分成两大类。

一类是直接型A/D转换器,将输入的电压信号直接转换成数字代码，不经过中间任何变量；另一类是间接型A/D转换器，将输入的电压转变成某种中间变量（时间、频率、脉冲宽度等），然后再将这个中间量变成数字代码输出。

尽管A/D转换器的种类很多，但目前广泛应用的主要有三种类型:逐次逼近式A/D转换器、双积分式A/D转换器、V/F变换式A/D转换器.另外，近些年有一种新型的Σ—Δ型A/D转换器异军突起，在仪器中得到了广泛的应用。

逐次逼近式A/D转换器的基本原理是:将待转换的模拟输入信号与一个推测信号进行比较,根据二者大小决定增大还是减小输入信号，以便向模拟输入信号逼进.推测信号由D/A转换器的输出获得，当二者相等时，向D/A转换器输入的数字信号就对应的时模拟输入量的数字量.这种A/D转换器一般速度很快,但精度一般不高。

常用的有ADC0801、ADC0802、AD570等。

双积分式A/D转换器的基本原理是：先对输入模拟电压进行固定时间的积分，然后转为对标准电压的反相积分,直至积分输入返回初始值，这两个积分时间的长短正比于二者的大小，进而可以得出对应模拟电压的数字量。

这种A/D转换器的转换速度较慢，但精度较高.由双积分式发展为四重积分、五重积分等多种方式,在保证转换精度的前提下提高了转换速度.常用的有ICL7135、ICL7109等Σ-Δ型A/D转换的具体技术细节不详，这种转换器的转换精度极高,达到16到24位的转换精度，价格低廉，弱点是转换速度比较慢，比较适合用于对检测精度要求很高但对速度要求不是太高的检验设备。

AD和DA转换器的分类及其主要技术指标AD和DA转换器（Analog-to-Digital and Digital-to-Analog converters）是电子设备中常用的模数转换器和数模转换器。

AD转换器将连续的模拟信号转换成对应的离散数字信号，而DA转换器则将离散的数字信号转换成相应的连续模拟信号。

本篇文章将介绍AD和DA转换器的分类以及它们的主要技术指标。

一、AD转换器分类AD转换器主要分为以下几个类型：1.逐次逼近型AD转换器（Successive Approximation ADC）逐次逼近型AD转换器是一种常见且常用的AD转换器。

它采用逐渐逼近的方法逐位进行转换。

其基本原理是将模拟输入信号与一个参考电压进行比较，不断调整比较电压的大小，确保比较结果与模拟输入信号的差别小于一个允许误差。

逐次逼近型AD转换器的转换速度相对较快，精度较高。

2.模数积分型AD转换器（Sigma-Delta ADC）模数积分型AD转换器是一种利用高速和低精度的ADC与一个可编程数字滤波器相结合的技术。

它通过对输入信号进行高速取样并进行每个采样周期的累积和平均，降低了后续操作所需的带宽。

模数积分型AD转换器具有较高的分辨率和较好的线性度，适用于高精度应用。

3.并行型AD转换器（Parallel ADC）并行型AD转换器是一种通过多个比较器并行操作的AD转换器。

它的转换速度较快，但其实现成本相对较高。

并行型AD转换器适用于高速数据采集和信号处理。

4.逐渐逼近型AD转换器（Ramp ADC）逐渐逼近型AD转换器是一种通过线性递增电压与输入信号进行比较的转换器。

它利用逐渐逼近的方法寻找与输入信号最接近的电压值，然后以此电压值对应的时间来估计输入信号的值。

逐渐逼近型AD转换器转换速度较慢，但精度较高。

5.其他类型AD转换器除了上述几种常见的AD转换器类型外，还有其他一些特殊的AD转换器类型，如比例调制型AD转换器、索耳转换器等。

AD转换器的分类下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点：积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、∑-Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。

1）积分型（如TLC7135）积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。

其优点是用简单电路就能获得高分辨率，但缺点是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低。

初期的单片AD转换器大多采用积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。

2）逐次比较型（如TLC0831）逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始，顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值。

其电路规模属于中等。

其优点是速度较高、功耗低，在低分辩率（<12位）时价格便宜，但高精度（>12位）时价格很高。

3）并行比较型/串并行比较型（如TLC5510）并行比较型AD采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称FLash(快速)型。

由于转换速率极高，n 位的转换需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也高，只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。

串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由2个n/2位的并行型AD转换器配合DA转换器组成，用两次比较实行转换，所以称为Half flash(半快速)型。

还有分成三步或多步实现AD 转换的叫做分级（Multistep/Subrangling）型AD，而从转换时序角度又可称为流水线（Pipelined）型AD，现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。

这类AD速度比逐次比较型高，电路规模比并行型小。

4）∑-Δ(Sigma?/FONT>delta)调制型（如AD7705）∑-Δ型AD由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等组成。

原理上近似于积分型，将输入电压转换成时间(脉冲宽度)信号，用数字滤波器处理后得到数字值。

D/A 转换器是将输入的二进制数字量转换成模拟量，以电压或电流的形式输出。

D/A 转换器实质上是一个译码器〔解码器〕。

一般常用的线性D/A 转换器，其输出模拟电压uO 和输入数字量Dn 之间成正比关系。

UREF 为参考电压。

uO ＝DnUREF将输入的每一位二进制代码按其权值大小转换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加，那么所得的总模拟量就与数字量成正比，这样便实现了从数字量到模拟量的转换。

D/A 转换器一般由数码缓冲存放器、模拟电子开关、参考电压、解码网络和求和电路等组成。

数字量以串行或并行方式输入，并存储在数码缓冲存放器中；存放器输出的每位数码驱动对应数位上的电子开关，将在解码网络中获得的相应数位权值送入求和电路；求和电路将各位权值相加，便得到与数字量对应的模拟量。

开关Si 的位置受数据锁存器输出的数码di 控制：当di=1时，Si 将对应的权电阻接到参考电压UREF 上；当di=0时，Si 将对应的权电阻接地。

权电阻网络D/A 转换器的特点①优点：构造简单，电阻元件数较少；②缺点：阻值相差较大，制造工艺复杂。

2. 倒T 型电阻网络D/A 转换器3. 电阻解码网络中，电阻只有R 和2R 两种，并构成倒T 型电阻网络。

当di=1时，相应的开关Si 接到求和点；当di=0时，相应的开关Si 接地。

但由于虚短，求和点和地相连，所以不管开关如何转向，电阻2R 总是与地相连。

这样，倒T 型网络的各节点向上看和向右看的等效电阻都是2R ，整个网络的等效输入电阻为R 。

倒T 型电阻网络D/A 转换器的特点：①优点：电阻种类少，只有R 和2R ，提高了制造精度；而且支路电流流入求和点不存在时间差，提高了转换速度。

②应用：它是目前集成D/A 转换器中转换速度较高且使用较多的一种，如8位D/A 转换器DAC0832，就是采用倒T 型电阻网络。

三、D/A 转换器的主要技术指标1. 分辨率分辨率用于表征D/A 转换器对输入微小量变化的敏感程度。

AD转换器的基本原理和应用概述AD转换器（Analog-to-Digital Converter）是一种将连续的模拟信号转换为数字信号的设备。

它在现代电子领域中起着至关重要的作用，被广泛应用于各种领域，如通信、娱乐、医疗等。

本文将介绍AD转换器的基本原理、工作过程及其应用。

AD转换器的原理AD转换器的基本原理是将模拟输入信号转换为离散的数字输出信号。

它可以将连续的变化信号按照一定的采样率进行采样，并将采样得到的模拟数据转换为离散的数字数据。

AD转换器的工作过程AD转换器的工作过程可以分为三个主要阶段：采样、量化和编码。

采样采样是将模拟信号在时间上进行离散化的过程。

AD转换器按照一定的采样率对输入信号进行采样，将连续的模拟信号转换为一系列离散的样本点。

量化量化是将模拟信号的幅度离散化的过程。

AD转换器将采样得到的模拟样本点转换为一系列数字量化级别。

在量化的过程中，采样幅度将被近似为最接近的离散量化级别。

编码编码是将量化后的数字量化级别转换为二进制码的过程。

AD转换器将每个量化级别映射为相应的二进制码，以便后续数字信号处理和存储。

AD转换器的类型根据转换方式和结构，AD转换器可以分为以下几种类型：1.逐次逼近型（successive approximation type）AD转换器2.逐次逼近型并行输出（successive approximation parallel output）AD转换器3.闪存型（flash type）AD转换器4.摄动逼近法（ramp technique）AD转换器5.Δ−Σ型（delta-sigma type）AD转换器AD转换器的应用AD转换器在各个领域中得到了广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域：•通信领域：AD转换器广泛应用于无线通信设备、调制解调器等。

它被用于将音频、视频和其他模拟信号转换为数字信号，以便进行传输和处理。

•娱乐领域：在音频和视频设备中，AD转换器被用于将模拟信号转换为数字信号，以提供更高质量的音频和视频体验。

A/D转换器A/D转换器是用来通过一定的电路将模拟量转变为数字量。

模拟量可以是电压、电流等电信号，也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号。

但在A/D转换前，输入到A/D转换器的输入信号必须经各种传感器把各种物理量转换成电压信号。

A/D转换器的工作原理：（1）逐次逼近法（2）双积分法（3）电压频率转化法3.5.1A/D转换器的分类1）逐次逼近法逐次逼近式A/D是比较常见的一种A/D转换电路，转换的时间为微秒级。

逐次逼近式AD转换器基本原理是从高位到低位逐位试探比较，好像用天平称物体，从重到轻逐级增减砝码进行试探。

逐次逼近法转换过程是：初始化时将逐次逼近寄存器各位清零；转换开始时，先将逐次逼近寄存器最高位置1，送入D/A 转换器，经D/A转换后生成的模拟量送入比较器，称为V o，与送入比较器的待转换的模拟量Vi进行比较，若V o<Vi，该位1被保留，否则被清除。

然后再置逐次逼近寄存器次高位为1，将寄存器中新的数字量送D/A转换器，输出的V o 再与Vi比较，若V o<Vi，该位1被保留，否则被清除。

重复此过程，直至逼近寄存器最低位。

转换结束后，将逐次逼近寄存器中的数字量送入缓冲寄存器，得到数字量的输出。

逐次逼近的操作过程是在一个控制电路的控制下进行的。

2）双积分法采用双积分法的A/D转换器由电子开关、积分器、比较器和控制逻辑等部件组成。

基本原理是将输入电压变换成与其平均值成正比的时间间隔，再把此时双积分式AD转换器时间间隔转换成数字量，属于间接转换。

双积分法A/D转换的过程是：先将开关接通待转换的模拟量Vi，Vi采样输入到积分器，积分器从零开始进行固定时间T的正向积分，时间T到后，开关再接通与Vi极性相反的基准电压VREF，将VREF输入到积分器，进行反向积分，直到输出为0V时停止积分。

Vi越大，积分器输出电压越大，反向积分时间也越长。

计数器在反向积分时间内所计的数值，就是输入模拟电压Vi所对应的数字量，实现了A/D 转换。

ADC的分类特性和参数选择尽管A/D转换器的种类很多，但目前广泛应用的主要有：逐次逼近式A/D转换器、双积分式A/D转换器、V/F变换式A/D转换器，新型的Σ-Δ型A/D转换器。

逐次逼近寄存器型(SAR)模拟数字转换器(ADC)是采样速率低于5Msps (每秒百万次采样)的中等至高分辨率应用的常见结构。

SAR ADC的分辨率一般为8位至16位，具有低功耗、小尺寸等特点。

这些特点使该类型ADC具有很宽的应用范围，例如便携/电池供电仪表、笔输入量化器、工业控制和数据/信号采集等。

顾名思义，SAR ADC实质上是实现一种二进制搜索算法。

所以，当内部电路运行在数兆赫兹(MHz)时，由于逐次逼近算法的缘故，ADC采样速率仅是该数值的几分之一。

SAR ADC的架构：尽管实现SAR ADC的方式千差万别，但其基本结构非常简单(见图1)。

模拟输入电压(VIN)由采样/保持电路保持。

为实现二进制搜索算法，N位寄存器首先设置在中间刻度(即：100... .00，MSB设置为1)。

这样，DAC输出(VDAC)被设为VREF/2，VREF是提供给ADC的基准电压。

然后，比较判断VIN是小于还是大于VDAC。

如果VIN大于VDAC，则比较器输出逻辑高电平或1，N位寄存器的MSB保持为1。

相反，如果VIN小于VDAC，则比较器输出逻辑低电平，N位寄存器的MSB清0。

随后，SAR控制逻辑移至下一位，并将该位设置为高电平，进行下一次比较。

这个过程一直持续到LSB。

上述操作结束后，也就完成了转换，N位转换结果储存在寄存器内。

图1. 简单的N位SAR ADC架构图2给出了一个4位转换示例，y轴(和图中的粗线)表示DAC的输出电压。

本例中，第一次比较表明VIN < VDAC。

所以，位3置为0。

然后DAC被置为01002，并执行第二次比较。

由于VIN > VDAC，位2保持为1。

DAC置为01102，执行第三次比较。

根据比较结果，位1置0，DAC又设置为01012，执行最后一次比较。

2.1.12 3 V四/八输入通道的8位 A/D转换器TLV0834/TLV0838 143
2.2 10位A/D转换器 145
2.2.1 低功耗八通道10位A/D转换器MAX148/MAX149 145
2.2.2 低功耗两通道10位A/D转换器MAX157/MAX159 146
2.2.3 300 ksps/400 ksps具有内部基准的八通道10位A/D转换器MAX1080/MAX1081 147
2.2.4 300 ksps/400 ksps具有内部基准的四通道10位A/D转换器MAX1082/MAX1083 148
2.2.11 具有转换结束输出. 11个输入通道的10位A/D转换器TLC1542/TLC1543 157
2.2.12 单输入通道的10位A/D转换器TLC1549 158
2.2.13 2.7 V～5.5 V低功耗四/八输入通道的10位A/D转换器TLV1504/TLV1508 159
2.2.5 400 ksps/300 ksps具有内部基准的10位A/D转换器MAX1084/MAX1085 150
2.2.6 具有3 V数字接口的八通道10位A/D转换器MAX1204 151
2.2.7 2.7 V～5.25 V低功耗10位A/D转换器MAX1242/MAX1243 152
2.3.27 10 μs. CMOS 12位A/D转换器ADS7808 197
2.3.3 LC2MOS八通道12位A/D转换器AD7890 166
2.3.4 LC2MOS12位A/D转换器AD7893 167
2.3.5 5 V 14位A/D转换器AD7894 169
2.1.3 低功耗. 多通道8位A/D转换器MAX1110/MAX1111 132

2. ADS830E：单输入通道,8位A/D转换器3. ADS831E：单输入通道,8位A/D转换器4. ADS930E：单端／差分输入,内部基准,8位A/D转换器5. ADS931E：单端／差分输入,外部基准,8位A/D转换器6. TL5632CFR：8位,80M带数字PLL的3.3V视频和图形数字转换器7. TLC5510INSR：单输入通道,8位A/D转换器8. TLC5540CNSLE：40Msps,视频/高速8位ADC,引脚兼容于TLC55109. TLC5733IPM：20Msps3通道8位ADC,具高精度钳位,可选择RUV或RGB视频信号输入10. TLV5580CDW：低工作电压,单输入通道,8位A/D转换器11. 8位通用A/D转换器（转换速率<1MSPS）12. ADS7827IDRBT：8 位A/D 高速微功耗,小封装A/D转换器13. TLC0820ACDW：单输入通道,并行8位高速A/D转换器(带改进的flash)14. TLC0820ACN：单输入通道,并行8位高速A/D转换器(带改进的flash)15. TLC0831CP：单输入通道,串行I/O接口8位A/D转换器16. TLC0831ID：单输入通道,串行I/O接口8位A/D转换器17. TLC0831IP：单输入通道,串行I/O接口8位A/D转换器18. TLC0832CD：双输入通道,串行I/O接口8位A/D转换器19. TLC0832CP：双输入通道,串行I/O接口8位A/D转换器20. TLC0834CD：4输入通道,串行I/O接口8位A/D转换器21. TLC0834CDR：4输入通道,串行I/O接口8位A/D转换器22. TLC0834CN：4输入通道,串行I/O接口8位A/D转换器23. TLC0838CDW：8输入通道,串行I/O接口8位A/D转换器24. TLC0838CN：8输入通道,串行I/O接口8位A/D转换器25. TLC0838IN：8输入通道,串行I/O接口8位A/D转换器26. TLC540IN：11输入通道,串行I/O接口8位A/D转换器27. TLC545CN：19输入通道,串行I/O接口8位A/D转换器28. TLC548CP：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口8位A/D转换器29. TLC549CD：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口8位A/D转换器30. TLC549CDR：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口8位A/D转换器31. TLC549CP：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口8位A/D转换器32. TLC7135CDW：双工作电压,单输入通道,BCD码接口4位半A/D转换器33. TLC7135CDWR：双工作电压,单输入通道,BCD码接口4位半A/D转换器34. TLC7135CN：双工作电压,单输入通道,BCD码接口4位半A/D转换器35. 10位高速A/D转换器（转换速率≥1MSPS）36. ADS820U：单输入通道,10位A/D转换器37. ADS901E：低工作电压,单输入通道,10位A/D转换器38. THS10064IDA：高速同步采样10位A/D转换器39. THS1040IDW：高速低功耗10位A/D转换器40. TLV1562IDW：低工作电压,4输入通道,10位A/D转换器41. TLV1570CDW：低工作电压,8输入通道,10位A/D转换器42. TLV1571CDW：低工作电压,单输入通道,10位A/D转换器43. TLV1572ID：低工作电压,单输入通道,10位A/D转换器44. TLV1578IDA：低工作电压,8输入通道,10位A/D转换器46. ADS7826IDRBT：10 位200KSPS 微功耗,小封装A/D转换器47. TLC1543CDW：11输入通道,串行I/O接口10位A/D转换器48. TLC1543CDWR：11输入通道,串行I/O接口10位A/D转换器49. TLC1543CN：11输入通道,串行I/O接口10位A/D转换器50. TLC1549CD：单输入通道,串行I/O接口10位A/D转换器51. TLC1549CDR：单输入通道,串行I/O接口10位A/D转换器52. TLC1549CP：单输入通道,串行I/O接口10位A/D转换器53. TLC1549ID：单输入通道,串行I/O接口10位A/D转换器54. TLC1549IDR：单输入通道,串行I/O接口10位A/D转换器55. TLC1549IP：单输入通道,串行I/O接口10位A/D转换器56. TLC1550IFN：单输入通道,并行I/O接口10位A/D转换器57. TLC1551IDW：单通道,并行接口10位A/D转换器58. TLC1551IFN：单输入通道,并行I/O接口10位A/D转换器59. TLV1504ID：宽工作电压,4输入通道,低功耗A/D转换器60. TLV1543CDW：低工作电压,11输入通道,串行I/O接口10位A/D61. TLV1543CN：低工作电压,11输入通道,串行I/O接口10位A/D62. TLV1544CD：宽工作电压,4输入通道,串行I/O接口10位A/D转换器63. TLV1544CDR：宽工作电压,4输入通道,串行I/O接口10位A/D转换器64. TLV1544ID：宽工作电压,4输入通道,串行I/O接口10位A/D转换器65. TLV1548CDB：宽工作电压,8输入通道,串行I/O接口10位A/D转换器66. TLV1549CD：低工作电压,1输入通道,串行I/O接口10位A/D转换器67. TLV1549CDR：低工作电压,1输入通道,串行I/O接口10位A/D转换器68. TLV1549CP：低工作电压,1输入通道,串行I/O接口10位A/D转换器69. TLV1549IP：低工作电压,1输入通道,串行I/O接口10位A/D转换器70. 12位通用A/D转换器（转换速率<1MSPS）71. ADS1286PL：单输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器72. ADS1286U：单输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器73. ADS774JUE4：12位逐次逼近型并行A/D转换器74. ADS7800JU：双工作电压,单输入通道,并行I/O接口12位A/D转换器75. ADS7804PB：单输入通道,并行I/O接口12位A/D转换器76. ADS7808UB：单输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器77. ADS7812PB：单输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器78. ADS7816P：单输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器79. ADS7816PC：单输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器80. ADS7817UC：单输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器81. ADS7818EB/250：单输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器82. ADS7818P：单输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器83. ADS7822P：低工作电压,单输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器84. ADS7822U：低工作电压,单输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器85. ADS7824P：4输入通道,并行或串行I/O接口12位A/D转换器86. ADS7829IBDRBT：2.7V微功耗,12位A/D转换器87. ADS7829IDRBT：12 位A/D 高速微功耗,小封装A/D转换器88. ADS7832BP：宽工作电压,4输入通道,并行I/O接口12位A/D转换器89. ADS7835E/250：单输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器90. ADS7841E：宽工作电压,4输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器91. ADS7841P：宽工作电压,4输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器92. ADS7841PB：宽工作电压,4输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器93. ADS7843E：8位/12位采样精度可编程的A/D 转换器,可用作4线制触摸屏控制器94. ADS7844E：宽工作电压,8输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器95. ADS7844N：宽工作电压,8输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器96. ADS7844NB：宽工作电压,8输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器97. ADS7846E：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器98. ADS7846N：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器99. ADS7852Y/250：8输入通道,并行I/O接口12位A/D转换器100. ADS7861EB：4输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器101. ADS7864YB/250：6输入通道,并行I/O接口12位A/D转换器102. ADS7870EA：宽工作电压,8输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器103. ADS7881IPFBT：12位, 3MSPS高速,低功耗A/D转换器104. TLC2543CDW：11输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器105. TLC2543CN：11输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器106. TLC2543IN：11输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器107. TLC2551CDGK：单通道,串行接口,带功率自动调节功能12位转换器108. TLC2551IDGK：单通道,串行接口,带功率自动调节功能12位转换器109. TLC2554ID：四通道12位串行A/D转换器110. TLC2555ID：单通道差分输入,串行接口,带功率自动调节功能12位A/D转换器111. TLV2541CDGK：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器112. TLV2543CDW：低工作电压,11输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器113. TLV2543CN：低工作电压,11输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器114. TLV2543IDW：低工作电压,11输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器115. TLV2544CD：宽工作电压,4输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器116. TLV2544CDR：宽工作电压,4输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器117. TLV2544ID：宽工作电压,4输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器118. TLV2548CDW：宽工作电压,8输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器119. TLV2548IDW：宽工作电压,8输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器120. TLV2553IPW：宽工作电压,8输入通道,串行I/O接口12位A/D转换器121. 14位通用A/D转换器（转换速率<1MSPS）122. ADS7871IDB：宽工作电压,可编程增益控制, 串行I/O接口14位A/D转换器123. ADS8324EB/250：14位,低工作电压,高速,小封装A/D转换器124. TLC3548IDW：14位,8通道串行接口A/D转换器125. TLC3578IDW：8输入通道,串行I/O接口126. TLC3578IPW：8输入通道,串行I/O接口127. 16位通用A/D转换器（转换速率<1MSPS）128. ADS1100A0IDBVT：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器129. ADS1100A1IDBVT：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器130. ADS1100A2IDBVT：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器131. ADS1100A3IDBVT：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器132. ADS1100A4IDBVT：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器134. ADS1100A6IDBVT：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器135. ADS1100A7IDBVT：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器136. ADS1110A0IDBVT：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器137. ADS1110A1IDBVT：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器138. ADS1110A2IDBVT：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器139. ADS1110A3IDBVT：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器140. ADS1110A4IDBVT：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器141. ADS1110A5IDBVT：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器142. ADS1110A6IDBVT：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器143. ADS1110A7IDBVT：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器144. ADS1112IDGST：宽工作电压,3输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器145. ADS1202IPWT：单输入通道,调制接口16位A/D转换器146. ADS1605IPAPT：16位, 5MSPS,模数转换器147. ADS7805P：单输入通道,并行8位或16位I/O接口16位A/D转换器148. ADS7813P：单输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器149. ADS7825PB：4输入通道,并行或串行I/O接口16位A/D转换器150. ADS8320EB/250：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器151. ADS8322Y/250：单通道并行接口16位A/D转换器152. ADS8322YB/250：单通道并行接口16位A/D转换器(15位无丢码)153. ADS8325IDGKT：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口高速微功耗16位A/D转换器154. ADS8341E：宽工作电压,4输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器155. ADS8341EB：宽工作电压,4输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器156. ADS8342IBPFBT：16位,4个双极性通道,并行A/D 转换器157. ADS8343EB：宽工作电压,4输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器158. ADS8344EB：宽工作电压,8输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器159. ADS8344N：宽工作电压,8输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器160. ADS8345EB：宽工作电压,8输入通道,串行I/O接口16位A/D转换器161. ADS8361IDBQ：16 位,双转换器, 4差分输入通道,每通道250KSPS采样速率的A/D 转换器162. ADS8364Y/250：6输入通道,并行接口,16位A/D转换器163. ADS8371IBPFBT：16位,宽工作电压, 单极性输入,750KSPS 并行A/D转换器164. TLC4541ID：单通道,串行接口,带功率自动调节功能16位A/D转换器165. TLC4545ID：单通道差分输入,串行接口,带功率自动调节功能16位A/D转换器166. 高分辨率通用A/D转换器（转换速率<1MSPS)167. ADS1201U：24位高动态范围,单电源,A/D 转换器168. ADS1210P：单输入通道,串行I/O接口24位A/D转换器169. ADS1210U：单输入通道,串行I/O接口24位A/D转换器170. ADS1211E：4输入通道,串行I/O接口24位A/D转换器171. ADS1211P：4输入通道,串行I/O接口24位A/D转换器172. ADS1212P：单输入通道,串行I/O接口24位A/D转换器173. ADS1212U：单输入通道,串行I/O接口24位A/D转换器174. ADS1213E：4输入通道,串行I/O接口22位A/D转换器175. ADS1213P：4输入通道,串行I/O接口24位A/D转换器176. ADS1216Y/250：8输入通道,串行I/O接口24位A/D转换器178. ADS1224IPWT：宽工作电压,4输入通道,串行I/O接口24位A/D转换器179. ADS1232IPW：24位低噪声A/D转换器180. ADS1240E：宽工作电压,4输入通道,串行I/O接口24位A/D转换器181. ADS1241E：宽工作电压,8输入通道,串行I/O接口24位A/D转换器182. ADS1244IDGST：宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口24位A/D转换器183. ADS1250U：单输入通道,串行I/O接口24位A/D转换器184. ADS1251U：单输入通道,串行I/O接口24位A/D转换器Microchip 微芯12位A/D转换器1. MCP3202-CI/P：Microchip 微芯12位A/D转换器模数转换器2. MCP3202-CI/SN：Microchip 微芯12位A/D转换器模数转换器3. MCP3204-CI/P：Microchip 微芯12位A/D转换器模数转换器4. MCP3204-CI/SL：Microchip 微芯12位A/D转换器模数转换器5. MCP3221A5T-I/OT：Microchip 微芯12位A/D转换器模数转换器Intersil 公司3.5位显示输出A/D转换器1. ICL7126CPLZ：3位半, 低功耗, 单芯片A/D2. ICL7136CPLZ：3位半,低功耗A/D, 超范围恢复。

常用的几种类型的ADC基本原理及特点AD转换器的分类下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点：积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、Σ-Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。

1）积分型（如TLC7135）积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。

其优点是用简单电路就能获得高分辨率，但缺点是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低。

初期的单片AD转换器大多采用积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。

2）逐次比较型（如TLC0831）逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始，顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值。

其电路规模属于中等。

其优点是速度较高、功耗低，在低分辩率（<12位）时价格便宜，但高精度（>12位）时价格很高。

3）并行比较型/串并行比较型（如TLC5510）并行比较型AD采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称FLash(快速)型。

由于转换速率极高，n位的转换需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也高，只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。

串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由2个n/2位的并行型AD转换器配合DA转换器组成，用两次比较实行转换，所以称为Half flash(半快速)型。

还有分成三步或多步实现AD转换的叫做分级（Multistep/Subrangling）型AD，而从转换时序角度又可称为流水线（Pipelined）型AD，现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。

这类AD速度比逐次比较型高，电路规模比并行型小。

4）Σ-Δ(Sigma/FONT>del ta)调制型（如AD7705）Σ-Δ型AD由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等组成。

AD指标与类型1. AD转换器的分类下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点：积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、Σ-Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。

1）积分型（如TLC7135）积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。

其优点是用简单电路就能获得高分辨率，但缺点是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低。

初期的单片AD转换器大多采用积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。

2）逐次比较型（如TLC0831）逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始，顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值。

其电路规模属于中等。

其优点是速度较高、功耗低，在低分辩率（<12位）时价格便宜，但高精度（>12位）时价格很高。

3）并行比较型/串并行比较型（如TLC5510）并行比较型AD采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称FLash(快速)型。

由于转换速率极高，n位的转换需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也高，只适用于视频A D转换器等速度特别高的领域。

串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由2个n/2位的并行型A D转换器配合DA转换器组成，用两次比较实行转换，所以称为Half flash(半快速)型。

还有分成三步或多步实现AD转换的叫做分级（Multistep/Subrangling）型AD，而从转换时序角度又可称为流水线（Pipelined）型AD，现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。

这类AD速度比逐次比较型高，电路规模比并行型小。

4）Σ-Δ(Sigma?/FONT>delta)调制型（如AD7705）Σ-Δ型AD由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等组成。

原理上近似于积分型，将输入电压转换成时间(脉冲宽度)信号，用数字滤波器处理后得到数字值。

仪器仪表与测试设备
示波器
示波器中的模数转换器用于将模拟信 号转换为数字信号，以便在屏幕上显 示波形，进行信号的观察和分析。
频谱分析仪
传感器数据采集
传感器数据采集系统中，模数转换器 用于将传感器的模拟输出信号转换为 数字信号，便于数据的处理、分析和 传输。
频谱分析仪利用模数转换器将接收到 的模拟信号转换为数字信号，进行频 谱分析和测量。
吞吐量
衡量AD转换器处理能力的一个指标，表示每秒钟能够完成多少次AD转换。吞吐量通常以每秒转换次数 （SPS）表示。
实时性能要求
实时性
指AD转换器的输出结果能否及时反映 输入信号的变化。实时性能好的AD转 换器能够快速响应输入信号的变化。
跟踪速度
衡量AD转换器实时性能的一个重要指 标，表示AD转换器的输出能否跟随输 入信号的快速变化。跟踪速度越快， 实时性能越好。
模数转换器（AD转换器性能评 估
目录
CONTENTS
• 模数转换器（AD转换器）简介 • AD转换精度 • AD转换速度 • AD转换器的应用领域 • AD转换器的发展趋势与挑战 • AD转换器性能评估案例研究
01
CHAPTER
模数转换器（AD转换器）简 介
定义与工作原理
定义
模数转换器（AD转换器）是一种 将模拟信号转换为数字信号的电 子器件。
示。
采样速率
指AD转换器每秒钟能够采样的 次数，通常以Hz或SPS（每秒采 样点数）表示。
非线性误差
指AD转换器的输出与理想输出 之间的偏差，通常以LSB（最低 有效位）表示。
电源电压与功耗
指AD转换器正常工作所需的电 源电压和功耗，对于便携式应
用非常重要。

ADC的分类特性和参数选择尽管A/D转换器的种类很多，但目前广泛应用的主要有：逐次逼近式A/D转换器、双积分式A/D转换器、V/F变换式A/D转换器，新型的Σ-Δ型A/D转换器。

逐次逼近寄存器型(SAR)模拟数字转换器(ADC)是采样速率低于5Msps (每秒百万次采样)的中等至高分辨率应用的常见结构。

SAR ADC的分辨率一般为8位至16位，具有低功耗、小尺寸等特点。

这些特点使该类型ADC具有很宽的应用范围，例如便携/电池供电仪表、笔输入量化器、工业控制和数据/信号采集等。

顾名思义，SAR ADC实质上是实现一种二进制搜索算法。

所以，当内部电路运行在数兆赫兹(MHz)时，由于逐次逼近算法的缘故，ADC采样速率仅是该数值的几分之一。

SAR ADC的架构：尽管实现SAR ADC的方式千差万别，但其基本结构非常简单(见图1)。

模拟输入电压(VIN)由采样/保持电路保持。

为实现二进制搜索算法，N位寄存器首先设置在中间刻度(即：100... .00，MSB设置为1)。

这样，DAC输出(VDAC)被设为VREF/2，VREF是提供给ADC的基准电压。

然后，比较判断VIN是小于还是大于VDAC。

如果VIN大于VDAC，则比较器输出逻辑高电平或1，N位寄存器的MSB保持为1。

相反，如果VIN小于VDAC，则比较器输出逻辑低电平，N位寄存器的MSB清0。

随后，SAR控制逻辑移至下一位，并将该位设置为高电平，进行下一次比较。

这个过程一直持续到LSB。

上述操作结束后，也就完成了转换，N位转换结果储存在寄存器内。

图1. 简单的N位SAR ADC架构图2给出了一个4位转换示例，y轴(和图中的粗线)表示DAC的输出电压。

本例中，第一次比较表明VIN < VDAC。

所以，位3置为0。

然后DAC被置为01002，并执行第二次比较。

由于VIN > VDAC，位2保持为1。

DAC置为01102，执行第三次比较。

根据比较结果，位1置0，DAC又设置为01012，执行最后一次比较。