一、基本概念

数字量：时间和数值上都离散的量；常用的数字信号编码有不归零（NRZ）编码、 曼彻斯特（Manchester）编码和差分曼彻斯特（Differential Manchester）编码
模拟量：在一定范围内可以连续变化的量；如电压电流，温度，湿度，位移，声音等非电信号；
模拟量转化为数字量的过程称为模-数转换，相应的转换器件称为模-数转换器（Analog-Digital Converter,即ADC）
数字量转化为模拟量的过程称为数-模转换， 相应的转换器件称为数-模转换器（Digital-Analog Converter,即DAC）
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如：ADC把电压模拟信号转换成易于计算机存储、处理的数字编码，由计算机处理完成后，再由DAC输出电压模拟信号来驱动某些执行器件，使人类易于感知。如音频信号的采集和还原就是这样的一个过程

二、ADC模数转换器

模拟信号一般通过PCM脉码调制(Pulse Code Modulation)方法量化为数字信号；
常见的传感器如下：

  • 温湿度：温度传感器，DHT11
  • 声音：音频芯片进行录音，WM8906
  • 图像：索尼IMX386/IMX283传感器

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A/D转换基本流程：模拟信号(A)→采样→保持→量化→编码→数字信号(D)
采样：将时间和数值都是连续变化的模拟量转化为时间离散，数值连续的模拟量。该模拟信号经过采样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号，为保证它，必须满足：fs≥2fimax
保持：A/D转换并不是瞬间完成的，它要求在转换器件被转换的模拟值保持不变，以保证转换的精度。
量化：将取样电压转化为最小单位的整数倍的过程。最小单位也叫量化单位，用Δ表示，显然Δ=1 LSB 。
编码：把量化结果用代码(通常是二进制)表示的过程。
ADC分类：
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三、ADC的主要技术指标

  • 转换精度：由分辨率和转换误差来决定。
    • 分辨率：用输出数字量的位数表示 或 A/D转换器能够分辨输入信号的最小变化量； = VREF/2n ，也就是电压满刻度与2^n的比值；如：分辨率为8，满刻度为12V,那么其分辨率= 12 / 255 ≈ 0.047v ，也就是说模拟量的输入必须以0.047为单位变大或变小,其输出的数字量才会有变化11.953~12.000的模拟量其输出数字量都为255；分辨率越高，转换时对输人量的微小变化的反应越灵敏。
    • 转换误差：主要包括量化误差、偏移误差、增益误差等
  • 转换时间：从模拟信号输入起，到达到规定的精度之内的数字输出为止，转换过程所经过的时间；转换时间的倒数称为转换率
    • 转换时间由快到慢：并行比较型(ns) < 逐次渐近型(µs)<双积分型(ms)
  • 采样时间：指两次转换的间隔。为了保证转换的正确完成，采样速率(Sample Rate)必须小于或等于转换速率。因此有人习惯上将转换速率在数值上等同于采样速率也是可以接受的

四、DAC的主要技术指标

转换精度：主要是由分辨率和转换误差来决定的。
分辨率：表示DAC对模拟量的分辨能力，它是最低有效位（LSB）所对应模拟量的值。 DAC的分辨率通常用二进制数码位数n来表示。如8位、10位、12位。有时也表示成：1LSB/FSR = 1/(2^n-1) 其中FSR为满量程值
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