51 AD模块的原理及应用
一、A/D
（1） 采样定理fs>=2fm，其中fs 为采样频率， fm 为输入信号的最高频率分量的频率
（2） 量化和编码量化：对于数字信号而言，每一个数字量都是最小单位数字量的整数倍，比如用数字量表示采样电压，必须将其化为最小数量单位的整数倍，这就是量化过程。编码：将量化值用二进制代码表示既为编码
（3） 常用的A/D转换器直接 A/D 转换器反馈比较型 A/D 间接 A/D 转换器
（4） ADC参数指标

  1. 分辨率n位输出的ADC理论上能区分2^n个不同等级的模拟电压，能区分的输入电压最小值为满量程输入的1/(2^n)，输入位数越多，量化单位越小，分辨率越高。常见分辨率数值：8、10、12、16、24、32位对于单向电压，例如输入信号最大值为5V，对于8为ADC，其能区分的最小输入信号的电压为5*(1/(2^8))V约为19.53mV对于双向电压，例如输入信号取值在+10V—-10V之间，那么用ADC最高位作为符号位区分正负电压，所以其可区分的最小输入电压为10*(1/(2^7))V约为80mV。
  2. 转换误差
    实际的转换点偏离理想特性的误差
  3. 转换精度
    A/D转换精度由最大量化误差决定，最大量化误差为分辨率数值的一半，如上述八位转换器分辨率为80mV，所以其最大量化误差为40mV，全量程的相对误差为(40mV/10V)*100%约为0.4%。同时，若ADC模块中由模拟处理和数字转换两部分组成，则总精度=数字部分精度+模拟部分精度
  4. 转换时间
    转换时间为ADC从得到输入信号到输出稳定数字信号所经过的时间

举例：要求一片A/D在1s内对16个热电偶的输出电压进行A/D转换。已知热电偶输出电压范围：0~0.025V（对应0~450℃）需要分辨率为0.1℃，应选用几位ADC并求出ADC的转换时间。

分析：0.1℃的分辨温度，0~450℃的温度范围，相当于需要0.1/450的转换精度，而对于12位ADC，转换精度位1/(2^12)为1/4096，所以至少需要十三位ADC解决问题

要求16个电热偶一秒内进行处理，所以至少需要1/16s=0.0625s的采样时间，而目前对于如此低的采样速度，任何一个ADC都可以轻松达到。