模数转换器，简称ADC。是电子系统中极其重要的元件，它能将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，供数字处理器、计算机等设备使用。核心任务是将模拟世界中的连续电压信号，转换成计算机或数字系统能够识别的数字码。模拟信号具有无限的幅度和时间的连续性，而数字信号则是离散的、有限的数值。

模数转换过程包括采样、量化和编码三个基本步骤。

采样：对连续的模拟信号按照一定时间间隔进行采样，获得一系列离散时间点的信号值。

量化：将采样得到的模拟值映射到预定的有限数字级别中，近似成最近的数字值。

编码：将量化后的数字值转换成二进制码，供数字系统处理。

模数转换器的主要类型及原理

根据不同的转换方式和应用需求，模数转换器有多种实现类型，以下介绍几种常见的模数转换器及其转换原理。

1.逐次逼近型ADC

逐次逼近型ADC通过逐步逼近模拟输入电压来实现转换。其核心是一组电容或电阻构成的比较电路和逐次逼近寄存器（SAR）。

转换过程：

将比较电路的输出与输入电压逐位比较，从最高位开始逐渐判断每一位是“1”还是“0”。

通过不断调整DAC输出的电压与输入电压进行比较，逐渐逼近模拟信号的真实电平。

最终得到完整的数字编码。

优点是速度快、精度高，适用于中高精度应用。

2.间接型（积分型）ADC

积分型ADC通过对输入信号进行积分，将输入电压转化为时间长度，再通过计数器转换为数字量。

转换过程：

首先，将输入电压进行积分，测量积分时间。

通过对积分时间计数，计算输入信号的幅值。

积分型ADC噪声抗干扰能力强，适用于高精度、低速场合，如数字万用表。

3.闪速型ADC（FlashADC）

闪速型ADC采用多级比较器同时对输入电压进行比较，生成数字量。

转换过程：

许多并行比较器将输入电压与预定参考电压快速比较。

同时输出一组数字电平。

闪速型ADC速度极快，但电路复杂，功耗较高，多用于高速采样场合，如视频采集。

模数转换的关键指标

分辨率：表示ADC的量化精度，通常以位数(bit)表示，如8位、12位、16位，分辨率越高，量化误差越小。

采样率：ADC单位时间内采样次数，决定最大可捕捉信号频率。

量化误差：由于量化产生的误差，影响信号还原精度。

信噪比(SNR)、线性度等性能参数也很重要。