AD的精度与分辨率
高二物理竞赛课件AD转换器的转换精度与转换速度
12位A/D转换器的分辨率为
11 212 4096
故应选13位A/D转换器。
A/D转换器的转换精度与转换速度
由于系统的取样速率为16次/秒，则转换时间为
1 62.5ms 16
例11.3.2 3位逐次渐近A/D转换器，设量化电位为△＝ 1V，输入的模拟电压vI＝。若时钟脉冲CP的频率为 1KHz，试问转换一次所需时间是多少？ 解：3位逐次渐近型A/D转换器转换一次为5个时钟脉冲， 故转换时间为
29
△VREF引起的输出电压误差最大是输入为1111111100时，
即
v0
28 28
1
VREF
则根据题意
v0
28 1 28
VREF
VREF 29
VREF
VREF 29
28 28
1
10 29
19.5mV
参考电压的相对稳定度为
题11.17 解：
v0
28 1 28
VREF VREF
1 29
28 28 1
二 、A/D转换器的转换速度
A/D转换器转换速度是用转换时间来描述，转换时 间定义为A/D转换器从转换控制信号到来时起，到输出 端得到稳定的数字信号所经过的时间。 A/D转换器类 型不同，转换速度差别很大。
其中并联比较型A/D转换器的转换速度最快，次 之的是逐位渐近型A/D转换器，间接A/D转换器的速 度最慢。
(n 2)
1 fCP
5
1 110
3
5ms
A/D转换器的转换精度与转换速度
*例11.3.3 对于双积分型A/D转换器，(1)若被检测信号 的最大值为VI(max)=2V，要能分辨出的输入电压的变化 为≤2mV，则应选择多少位的A/D转换器？(2)设时钟脉 冲的频率为32KHz，若要求采样时间为31ms，则计数 器应预置的初值为多少？(3)若输入电压大于参考电压 值，则转换过程会出现什么现象？
AD转换器的主要指标
AD转换器的主要指标AD的主要指标如下： （1）分辨率（Resolution）。
指数字量变化⼀个最⼩量时模拟信号的变化量，定义为满刻度与2n的⽐值。
分辨率⼜称精度，通常以数字信号的位数来表⽰。
定义满刻度于2^n的⽐值（n为AD器件位数）。
对于5V满刻度，采⽤8位的AD时，分辨率为5V／256=0.01953V=19.53mv；当采⽤12位的AD时，分辨率则为5V／4096=0.00122V=0.122mv。
位数越多，分辨率就越⾼ （2）转换速率（Conversion ）。
是指完成⼀次从模拟转换到数字的AD转换所需的时间的倒数。
积分型AD的转换时间是毫秒级属低速AD，逐次⽐较型AD是微秒级属中速AD，全并⾏／串并⾏型AD可达到纳秒级。
采样时间则是另外⼀个概念，是指两次转换的间隔。
为了保证转换的正确完成，采样速率（ Rate）必须⼩于或等于转换速率。
因此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。
常⽤单位是Ksps和Msps，表⽰每秒采样千／百万次（Kilo ／ Million Per Second）。
（3）量化误差（Quantizing ）。
由于AD的有限分辨率⽽引起的误差，即有限分辨率AD的阶梯状转移特性曲线与⽆限分辨率AD（理想AD）的转移特性曲线（直线）之间的最⼤偏差。
通常是1个或半个最⼩数字量的模拟变化量，表⽰为1LSB、1／2LSB。
（4）偏移误差（Offset Error）。
输⼈信号为雷时输出信号不为零的值，可外接调⾄最⼩。
（5）满刻度误差（Full Scale Error）。
满刻度输出时对应的输⼈信号与理想输⼈信号值之差。
（6）线性度（Lineafity）。
实际转换器的转移函数与理想直线的最⼤偏移，不包括以上3种误差。
AD的其他指标还有绝对精度（Absolute Accuracy）、相对精度（Relative Accuracy）、微分⾮线性、单调性和⽆错码、总谐波失真（THD， Harmonic Distotortion）和积分⾮线性等。
AD转换器的主要技术指标
AD转换器的主要技术指标AD转换器（Analog-to-Digital Converter，简称ADC）是将模拟信号转换为数字信号的设备或系统。
在现代电子设备中，AD转换器广泛应用于很多领域，比如通信、仪器仪表、图像处理、传感器读取等。
AD转换器的主要技术指标对于评估其性能至关重要，以下将详细介绍几个常见的主要技术指标。
1. 分辨率（Resolution）：分辨率是指AD转换器能够区分的最小电压变化或电压间隔。
它决定了转换器的精确度。
分辨率通常以位（bit）表示，如8位、10位、12位等。
分辨率越高，ADC对输入信号的精确度就越高。
例如，一个10位ADC的分辨率为1/1024 V，即能够将输入电压区分为1024个不同的离散值。
2. 采样率（Sampling Rate）：采样率是指AD转换器在单位时间内对模拟输入信号进行采样的次数。
它决定了AD转换器对输入信号频率的响应能力。
通常以每秒采样次数（Samples per Second，SPS）表示，如1ksps、10ksps、1Msps等。
采样率越高，ADC能够捕获更高频率的信号。
3. 信噪比（Signal-to-Noise Ratio，SNR）：信噪比是指在输入信号中，有用信号与噪声信号之间的比值。
它描述了AD转换器的输出是否受到噪声的影响，以及转换器对输入信号的真实度和准确度。
信噪比通常以分贝（dB）表示，如60dB、70dB、80dB等。
信噪比越高，ADC的输出信号与输入信号的一致性越好。
4. 非线性误差（Nonlinearity Error）：非线性误差是指AD转换器输出值与输入信号之间的差异，通常以百分比或最大误差（LSB）表示。
AD转换器的非线性误差一般分为零点误差和增益误差。
零点误差表示在输入为零时的偏移量，增益误差表示输入信号增大时输出的误差。
非线性误差越小，ADC的线性度越好。
5. 电源电压范围（Supply Voltage Range）：电源电压范围是指AD转换器能够正常工作的电源电压范围。
ADC选型经典指南
ADC选型经典指南选择ADC（模数转换器）是设计电子系统中的重要环节，它决定了信号从模拟域到数字域的转换质量。
因此，正确选择适合应用需求和性能要求的ADC至关重要。
对于初学者来说，ADC选型可能会变得复杂和困难，因为市场上有各种不同类型和规格的ADC可供选择。
本篇文章将为您提供一个经典的ADC选型指南，以帮助您了解选择ADC的关键因素，从而更好地满足您的应用需求和性能要求。
1. 分辨率（Resolution）：ADC的分辨率是指它可以区分和表示的模拟输入电压范围的细微变化程度。
分辨率通常以位数（bits）表示，例如8位、10位、12位等等。
较高的分辨率可以提供更精确的模拟信号转换，但通常伴随着更高的成本和功耗。
因此，需要根据应用需求和所需精度来选择适当的分辨率。
2. 采样率（Sampling Rate）：ADC的采样率是指它可以将模拟信号转换为离散数字样本的速率。
采样率通常以每秒样本数（Samples per Second, SPS）或赫兹（Hz）表示。
采样率的选择应基于所需的信号频率范围和应用频谱。
通常，采样率应至少是输入信号频率的两倍，以避免混叠（aliasing）问题。
3. 噪声（Noise）：ADC的噪声是指在信号转换过程中引入的非期望信号成分。
噪声会降低系统的信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR），从而影响转换的准确性和可靠性。
因此，选择具有较低噪声指标的ADC对于需要高转换精度的应用至关重要。
4. 功耗（Power Consumption）：ADC的功耗是指在进行信号转换时消耗的电能。
功耗通常以瓦特（W）或毫瓦（mW）表示。
功耗与采样率和分辨率密切相关，较高的采样率和分辨率通常伴随着较高的功耗。
因此，在选择ADC时需要平衡性能要求和能源限制。
5. 输入电压范围（Input Voltage Range）：ADC的输入电压范围是指它可以接受的模拟输入信号的电压范围。
AD精确度和分辨率
ADC制造商在数据手册中定义ADC性能的方式令人困惑，并且可能会在应用开发中导致错误的推断。
最大的困惑也许就是“分辨率”和“精确度”了——即Resolution和Accuracy，这是两个不同的参数，却经常被混用，但事实上，分辨率并不能代表精确度，反之亦然。
本文提出并解释了ADC“分辨率”和“精确度”，它们与动态范围、噪声层的关系，以及在诸如计量等应用中的含义。
ADC动态范围，精确度和分辨率动态范围被定义为系统可测量到的最小和最大信号的比例。
最大信号可为峰间值，零到峰(Zero-to-Peak)值或均方根(RMS)满量程。
其中任何一个都会给出不同值。
例如，对于一个1V正弦波来说：峰间(满量程)值＝2V零到峰值＝1VRMS满量程＝0.707×峰值振幅＝0.707×1V＝0.707V最小信号通常为RMS噪声，这是在未应用信号时测量的信号的均方根值。
测量得到的RMS 噪声级别将取决于测量时使用的带宽。
每当带宽翻倍，记录的噪声将增长1.41或3dB。
因此，一定要注意动态范围数字始终与某个带宽相关，而后者通常未被指定，这使记录的值变得没有意义。
器件的信噪比(SNR)和动态范围多数时候被定义为同一个值，即：动态范围＝SNR ＝RMS满量程/RMS噪声并且经常使用dB作为单位，即动态范围(dB) ＝SNR(dB) ＝20*Log10 (RMS满量程/RMS噪声)与使用RMS满量程相反，一些制造商为了使图表看上去更漂亮，引用零到峰或峰间值，这使得最终的动态范围或SNR增加了3dB或9dB，因此我们需要仔细研究规范以避免误解。
在讨论ADC性能时，分辨率和精确度是经常被混用的两个术语。
一定要注意，分辨率并不能代表精确度，反之亦然。
ADC分辨率由数字化输入信号时所使用的比特数决定。
对于16位器件，总电压范围被表示为216 (65536)个独立的数字值或输出代码。
因此，系统可以测量的绝对最小电平表示为1比特，或ADC电压范围的1/65536。
AD精确度和分辨率
ADC制造商在数据手册中定义ADC性能的方式令人困惑，并且可能会在应用开发中导致错误的推断。
最大的困惑也许就是“分辨率”和“精确度”了——即Resolution和Accuracy，这是两个不同的参数，却经常被混用，但事实上，分辨率并不能代表精确度，反之亦然。
本文提出并解释了ADC“分辨率”和“精确度”，它们与动态范围、噪声层的关系，以及在诸如计量等应用中的含义。
ADC动态范围，精确度和分辨率动态范围被定义为系统可测量到的最小和最大信号的比例。
最大信号可为峰间值，零到峰(Zero-to-Peak)值或均方根(RMS)满量程。
其中任何一个都会给出不同值。
例如，对于一个1V正弦波来说：峰间(满量程)值＝2V零到峰值＝1VRMS满量程＝0.707×峰值振幅＝0.707×1V＝0.707V最小信号通常为RMS噪声，这是在未应用信号时测量的信号的均方根值。
测量得到的RMS 噪声级别将取决于测量时使用的带宽。
每当带宽翻倍，记录的噪声将增长1.41或3dB。
因此，一定要注意动态范围数字始终与某个带宽相关，而后者通常未被指定，这使记录的值变得没有意义。
器件的信噪比(SNR)和动态范围多数时候被定义为同一个值，即：动态范围＝SNR ＝RMS满量程/RMS噪声并且经常使用dB作为单位，即动态范围(dB) ＝SNR(dB) ＝20*Log10 (RMS满量程/RMS噪声)与使用RMS满量程相反，一些制造商为了使图表看上去更漂亮，引用零到峰或峰间值，这使得最终的动态范围或SNR增加了3dB或9dB，因此我们需要仔细研究规范以避免误解。
在讨论ADC性能时，分辨率和精确度是经常被混用的两个术语。
一定要注意，分辨率并不能代表精确度，反之亦然。
ADC分辨率由数字化输入信号时所使用的比特数决定。
对于16位器件，总电压范围被表示为216 (65536)个独立的数字值或输出代码。
因此，系统可以测量的绝对最小电平表示为1比特，或ADC电压范围的1/65536。
16位ad芯片
16位ad芯片16位AD芯片是一种集成电路芯片，可以将模拟信号转换为数字信号。
AD芯片是模数转换器（ADC）的一种，它可以将连续变化的模拟电信号转换成相应的数字代码，以便于数字系统的处理和存储。
16位表示该芯片可以将模拟信号转换为16位的数字代码，具有较高的分辨率和精度。
16位AD芯片具有以下特点和应用：1. 高分辨率和精度：与较低位数的AD芯片相比，16位AD芯片具有更高的分辨率和精度，可以更准确地转换模拟信号，并提供更精细的数字表示。
这在一些对精度要求较高的应用中尤为重要，如音频处理、传感器数据采集等。
2. 宽动态范围：16位AD芯片具有更宽的动态范围，可以更好地处理高幅度的模拟信号。
这对于需要同时处理较小和较大信号的应用非常重要，如音频录制设备、高精度测量仪器等。
3. 快速采样速率：16位AD芯片通常具有较高的采样速率，可以更快地将模拟信号转换为数字信号。
这对于需要实时响应和高速数据处理的应用非常重要，如高速通信系统、雷达信号处理等。
4. 低功耗和集成度高：随着半导体技术的进步，16位AD芯片的功耗和集成度都得到了不断优化。
现代的16位AD芯片通常采用低功耗设计，并集成了许多额外的功能和接口，如数字滤波器、温度传感器、UART等，以提供更多的应用灵活性和便利性。
5. 广泛应用：16位AD芯片在许多领域都有广泛的应用。
其中包括音频和音乐设备、医疗仪器、工业控制系统、自动化设备、仪器仪表、通信设备等。
它们可以用于信号采集、传感器数据处理、音频信号采集和处理、图像处理等方面。
总的来说，16位AD芯片是一种高精度、高性能的模数转换器，具有较高的分辨率、宽动态范围和快速采样速率。
它在许多领域都有广泛的应用，并且随着半导体技术的不断进步，其性能和功能也在不断提升。
ad芯片参数
ad芯片参数AD芯片是模拟数字转换器（Analog-to-Digital Converter）的简称，它可以将模拟信号转换为数字信号。
AD芯片通常由多个模块组成，包括模拟前端、数据转换器和数字后处理等。
下面将介绍AD芯片的一些主要参数。
首先是分辨率，它衡量了AD芯片能够将模拟信号转换为多少个不同的离散数值。
分辨率通常以位（bit）为单位进行表示，比如8位、10位、12位等。
分辨率越高，表示AD芯片能够更准确地测量模拟信号的细微变化。
其次是采样率，也称为取样率，它表示AD芯片每秒钟对模拟信号进行多少次采样。
采样率通常以赫兹（Hz）为单位表示，比如1 kHz、10 kHz、100 kHz等。
采样率越高，表示AD芯片能够更快速地对模拟信号进行采样，从而更准确地还原原始信号。
接下来是输入电压范围，它指定了AD芯片能够接受的模拟信号的电压范围。
输入电压范围通常以伏特（V）为单位表示，比如±5V、±10V等。
输入信号超出电压范围可能会导致AD芯片失真或损坏，因此在设计中需要注意选择合适的输入电压范围。
此外，AD芯片还有一些其他参数，如信噪比（SNR）、失真等。
信噪比是指在AD转换过程中，有效信号与噪声之间的比值，通常以分贝（dB）为单位表示。
信噪比越高，表示AD芯片能够更好地提取有效信号并抑制噪声。
失真是指AD芯片在信号转换过程中引入的误差，常见的失真包括量化失真、非线性失真等。
还有一些其他常见的AD芯片参数，如供电电压、功耗、工作温度范围、封装类型等。
这些参数在具体的应用中也需要考虑。
总之，AD芯片的参数涉及到分辨率、采样率、输入电压范围、信噪比、失真等多个方面，这些参数决定了AD芯片的性能和适用范围。
在选择AD芯片时，需要根据具体的应用需求来综合考虑这些参数。
AD转换器
满刻度值只是个名义值，实际的A／D转换器的最大输入 电压值总比满刻度值小1／2n（n为转换器的位数）。这是因 为0值也是2n个转换器状态中的一个。
例如12位的A／D转换器，其满刻度值为10V，而实际允 4095
二、A／D指A／D转换器在每秒钟内所能完成的转换次数。 转换速率也可表述为转换时间，即A／D转换从启动到结束 所需的时间，转换速率与转换时间互为倒数。 例如，某A／D转换器的转换速率为5MHz，则其转换时间 是200ns
二、A／D转换器的技术指标
4、满刻度范围
个模拟量泛指电压、电阻、电流、时间等参量，但在
二、A／D转换器的技术指标 1. 分辨率与量化误差 2. 转换精度 3. 转换速率 4. 满刻度范围
二、A／D转换器的技术指标
1. 分辨率与量化误差
分辨率是衡量A/D转换器分辨输入模拟量最小变化程度的技 术指标。例如：某A/D转换器为12位，若用百分比表示，即表 示该转换器可以用212个二进制数对输入模拟量进行量化，其分 辨力为1LSB。
④ 改进型是在上述某种形式A／D转换器的基础上，为满足 某项高性能指标而改进或复合而成的。例如余数比较式即是在逐 次比较式的基础上加以改进，使其在保持原有较高转换速率的前 提下精度可达0.01％以上。
③ 非线性误差：是指实际转移函数与理想直线的最大偏移。 非线性误差不包括量化误差，偏移误差和满刻度误差。
④ 微分非线性误差：是指转换器实际阶梯电压与理想阶梯 电压(1LSB)之间的差值。为保证A/D转换器的单调性能，A/D转 换器的微分非线性误差一般不大于1LSB。非线性误差和微分非 线性误差在使用中很难进行调整。
AD、DA器件的精度
AD、DA器件的精度在前面一个讨论7135的贴子里，提到了INL、DNL等几个参数，可是似乎知道这几个参数意义的朋友并不多。
说起来都是教科书害人。
几乎所有的教科书、参考书、文献选编都只关心模数器件的分辨率和速度，而忽略了器件的精度。
而关系到器件精度的两个非常重要的参数就是INL值和DNL值。
小弟觉得非常有必要专门写一篇贴子来普及一下模数器件精度这个重要的概念。
说精度之前，首先要说分辨率。
最近已经有贴子热门讨论了这个问题，结论是分辨率决不等同于精度。
比如一块精度0.2%（或常说的准确度0.2级）的四位半万用表，测得A点电压1.0000V，B电压1.0005V,可以分辨出B比A高0.0005V，但A点电压的真实值可能在0.9980~1.0020之间不确定。
那么,既然数字万用表存在着精度和分辨率两个指标，那么,对于ADC和DAC，除了分辨率以外，也存在精度的指标。
模数器件的精度指标是用积分非线性度（Interger NonLiner）即INL值来表示。
也有的器件手册用 Linearity error 来表示。
他表示了ADC器件在所有的数值点上对应的模拟值，和真实值之间误差最大的那一点的误差值。
也就是，输出数值偏离线性最大的距离。
单位是LSB （即最低位所表示的量）。
比如12位ADC：TLC2543，INL值为1LSB。
那么，如果基准4.095V，测某电压得的转换结果是1000，那么，真实电压值可能分布在 0.999~1.001V之间。
对于DAC也是类似的。
比如DAC7512,INL值为8LSB，那么，如果基准4.095V，给定数字量1000，那么输出电压可能是0.992~1.008V之间。
下面再说DNL值。
理论上说，模数器件相邻量个数据之间，模拟量的差值都是一样的。
就相一把疏密均匀的尺子。
但实际并不如此。
一把分辨率1毫米的尺子，相邻两刻度之间也不可能都是1毫米整。
那么，ADC相邻两刻度之间最大的差异就叫差分非线性值（Differencial NonLiner）。
AD转换原理
AD转换原理前⾔在数据采集系统中，模数转换器是其中⾄关重要的环节，模数转换器的精度以及系统的成本直接影响到系统的实⽤性，因此，如何提⾼模数转换器的精度和降低系统的成本是衡量系统是否具有实际应⽤价值的标准。
⼀般来说，想提⾼模数转换器的精度，势必会引起成本的增加，这就要求我们按照具体的精度要求合理的设计模数转换器，来达到具体的要求和降低系统的成本。
在精度要求不是很⾼的场合，我们经常利⽤嵌⼊微控制器⽚内的A/D转换器来实现模数转换，以此来降低系统的成本，但由此⼜产⽣了另外的问题，嵌⼊式模数转换器是否具有所要求的精度，若超出测量范围如何与测量电路进⾏接⼝，以及如何减⼩微控制器的电磁⼲扰提⾼嵌⼊式模数转换器的精度问题。
这都要求我们采取不同的措施来提⾼嵌⼊式模数转换器的精度。
1 精度与分辨率ADC的精度和分辨率是两个不同的概念。
精度是指转换器实际值与理论值之间的偏差；分辨率是指转换器所能分辨的模拟信号的最⼩变化值。
ADC分辨率的⾼低取决于位数的多少。
⼀般来讲，分辨率越⾼，精度也越⾼，但是影响转换器精度的因素很多，分辨率⾼的ADC，并不⼀定具有较⾼的精度。
精度是偏移误差、增益误差、积分线性误差、微分线性误差、温度漂移等综合因素引起的总误差。
因量化误差是模拟输⼊量在量化取整过程中引起的，因此，分辨率直接影响量化误差的⼤⼩，量化误差是⼀种原理性误差，只与分辨率有关，与信号的幅度，采样速率⽆关，它只能减⼩⽽⽆法完全消除，只能使其控制在⼀定的范围之内，⼀般在±1／2LSB范围内。
1.1 偏移误差偏移误差是指实际模数转换曲线中数字0的代码中点与理想转换曲线中数字0的代码中点的最⼤差值电压。
这⼀差值电压称作偏移电压，⼀般以满量程电压值的百分数表⽰。
在⼀定温度下，多数转换器可以通过对外部电路的调整，使偏移误差减⼩到接近于零，但当温度变化时，偏移电压⼜将出现，这主要是由于输⼊失调电压及温漂造成的。
⼀般来说，温度变化较⼤时，要补偿这⼀误差是很困难的。
AD_DA原理及主要技术指标
AD_DA原理及主要技术指标AD（模数转换器）与DA（数模转换器）是数字信号处理中常用的模拟转换器。
AD将模拟信号转换为数字信号，而DA则将数字信号转换为模拟信号。
两者在数字系统与模拟系统之间起着重要的桥梁作用。
本文将介绍AD_DA的原理及主要技术指标。
AD原理：AD原理基于采样定理，即将连续时间的模拟信号转换为离散时间的数字信号。
在AD转换过程中，首先通过取样器获取模拟信号的离散样点，然后由量化器将取样点量化为离散的数字信号。
主要技术指标：1.量化精度：量化精度决定了AD转换器的分辨率，以位数表示，常见的有8位、10位、12位、16位等。
位数越大，分辨率越高，对信号的重建越精准。
2.采样率：采样率指的是AD转换器每秒采样的次数，常用单位为Hz。
采样率要满足采样频率大于信号频率两倍以上的采样定理，否则会产生混叠效应。
3.带宽：AD转换器的带宽是指转换器能够正确采样和重建信号的频率范围。
带宽越大，能够处理的信号频率范围越宽。
4.功耗：功耗是指AD转换器在工作过程中消耗的电能。
低功耗的AD转换器具有节能环保的特点。
5.采样保持电路：采样保持电路对模拟信号进行采样并保持，以确保量化器能够准确对信号进行量化，有利于提高AD转换器的性能。
DA原理：DA原理是将数字信号转换为模拟信号的过程。
在DA转换过程中，首先通过数值控制器获得数字信号，然后由DA转换器将数字信号转换为模拟信号输出。
主要技术指标：1.分辨率：分辨率是指DA转换器的数字输入可以表示的最小幅度变化。
分辨率越高，输出模拟信号的精度越高。
2.采样率：采样率指的是DA转换器每秒从数字输入读取的次数，常用单位为Hz。
采样率决定了DA转换器能够输出多少个模拟信号样本。
3.输出精度：输出精度指的是DA转换器输出模拟信号与所期望模拟信号之间的偏差。
输出精度越高，输出模拟信号的准确性越高。
4.失真度：失真度是指DA转换器输出的模拟信号与原始模拟信号之间的差异。
ad芯片精度
ad芯片精度AD芯片是一种用于模拟信号转换为数字信号的集成电路，具有很高的精度和准确度。
在测量、信号处理、控制系统等领域广泛应用。
下面将详细介绍AD芯片的精度。
首先，AD芯片的精度是指其输出的数字信号与输入的模拟信号之间的差异程度。
一般将其表达为位数或百分比。
位数表示AD芯片能够分辨的离散步长数目，位数越高，精度越高。
百分比表示AD芯片输出的数字信号相对于输入的模拟信号的误差百分比，百分比越小，精度越高。
AD芯片的精度受到多个因素的影响。
首先，AD芯片的分辨率决定了其精度的上限。
分辨率越高，AD芯片能够识别的信号差异越小，精度越高。
其次，AD芯片的采样率影响了其对信号的采样精度。
采样率越高，AD芯片能够更准确地捕捉信号的变化。
此外，AD芯片的失调误差、非线性误差、噪声等也会对其精度造成一定的影响。
为了提高AD芯片的精度，可以采取以下措施。
首先，选择具有高分辨率和高采样率的AD芯片。
其次，注意AD芯片的失调误差和非线性误差，选择具有低失调误差和非线性误差的AD芯片。
此外，通过设计合理的模拟信号滤波和抗干扰措施，可以降低AD芯片输入信号中的噪声干扰，提高精度。
最后，校准AD芯片的参数，对于已知输入信号进行校准和调整，可以提高AD芯片的精度和准确度。
总的来说，AD芯片是一种高精度的集成电路，其精度受到多个因素的影响，包括分辨率、采样率、失调误差、非线性误差和噪声等。
通过选择合适的AD芯片、采取合理的设计和校准措施，可以提高AD芯片的精度和准确度，满足各种应用需求。
ad数模转换芯片主要参数
ad数模转换芯片主要参数一、引言数模转换芯片（Analog-to-Digital Converter，简称ADC）是将模拟信号转换为数字信号的重要器件，广泛应用于通信、自动控制、数据采集等领域。
在AD数模转换芯片中，主要参数起着至关重要的作用，对芯片的性能和应用场景具有决定性影响。
二、分辨率分辨率是AD数模转换芯片的重要参数之一，用于描述芯片能够分辨的最小电压变化量。
一般来说，分辨率越高，芯片能够转换的模拟信号范围就越广，信号的细节和精度也就越高。
常见的分辨率单位有位（bit）和比特（bit），例如8位、12位和16位。
三、采样率采样率是指AD数模转换芯片在单位时间内采集和转换模拟信号的次数。
采样率越高，芯片能够更准确地还原模拟信号的变化，提高信号的重构精度。
采样率的单位一般是每秒采样点数（Samples Per Second，简称SPS）或赫兹（Hz），常见的采样率有1ksps、100ksps和1Msps等。
四、信噪比信噪比（Signal-to-Noise Ratio，简称SNR）是衡量AD数模转换芯片信号质量的重要指标。
它表示芯片输出的数字信号与输入的模拟信号之间的信号强度比。
信噪比越高，表示芯片输出的数字信号中噪声成分越少，信号的纯净度和准确度越高。
信噪比的单位一般是分贝（dB），常见的信噪比有60dB、80dB和100dB等。
五、功耗功耗是指AD数模转换芯片在工作过程中所消耗的能量。
功耗的大小直接关系到芯片的工作稳定性和散热要求。
一般来说，功耗越低，芯片的工作效率越高，使用寿命也越长。
功耗的单位一般是瓦特（W）或毫瓦（mW），常见的功耗有1mW、10mW和100mW 等。
六、工作电压工作电压是指AD数模转换芯片所需的电源电压。
工作电压的选择直接关系到芯片的适用场景和电路设计。
一般来说，工作电压越低，芯片在低电压环境下的工作能力越强，适用范围也越广。
工作电压的单位一般是伏特（V），常见的工作电压有3.3V、5V和12V等。
模数转换器(ADC)：精度与分辨率区别详述
模数转换器（ADC）：精度与分辨率区别详述 在与使用模数转换器(ADC) 的系统设计人员进行交谈时，我最常听到的一个问题就是： 你的16位ADC的精度也是16位的吗？ 这个问题的答案取决于对分辨率和精度概念的基本理解。
尽管是两个完全不同的概念，这两个数据项经常被搞混和交换使用。
今天的文章详述了这两个概念间的差异。
我们将在一系列帖子中深入研究造成ADC不准确的主要原因。
ADC的分辨率被定义为输入信号值的最小变化，这个最小数值变化会改变数字输出值的一个数值。
对于一个理想ADC来说，传递函数是一个步宽等于分辨率的阶梯。
然而，在具有较高分辨率的系统中（≥16位），传输函数的响应将相对于理想响应有一个较大的偏离。
这是因为ADC以及驱动器电路导致的噪声会降低ADC的分辨率。
此外，如果DC电压被施加到理想ADC的输入上并且执行多个转换的话，数字输出应该始终为同样的代码（由图1中的黑点表示）。
现实中，根据总体系统噪声（也就是包括电压基准和驱动器电路），输出代码被分布在多个代码上（由下面的一团红点表示）。
系统中的噪声越多，数据点的集合就越宽，反之亦然。
图1中显示的是一个中量程DC输入的示例。
ADC传递函数上输出点的集合通常被表现为ADC数据表中的DC柱状图。
图1：ADC传递曲线上ADC分辨率和有效分辨率的图示 图1中的图表提出了一个有意思的问题。
如果同样的模拟输入会导致多个数字输出，那幺对于ADC分辨率的定义仍然有效吗？是的，前提是我们只考虑ADC的量化噪声。
然而，当我们将信号链中所有的噪声和失真计算在内时，正如等式(1) 中所显示的那样，ADC的有效无噪声分辨率取决于输出代码分布(NPP)。
在典型ADC数据表中，有效位数(ENOB) 间接地由AC参数和信噪失真比(SINAD) 指定，可使用方程式2计算得出： 下面，考虑一下图1中的输出代码簇（红点）不是位于理想输出代码的中央，而是位于远离黑点的ADC传递曲线上的其他位置（如图2中所示）。
AD精度与分辨率
AD精度与分辨率最近做了一块板子，当然考虑到元器件的选型了，由于指标中要求精度比较高，所以对于AD的选型很慎重。
重。
很多人对于精度和分辨率的概念不清楚，这里我做一下总结，希望大家不要混淆。
我们搞电子开发的，经常跟“精度”与“分辨率”打交道，这个问题不是三言两语能搞得清楚的，在这里只作抛砖引玉了。
抛砖引玉了。
简单点说，“精度”是用来描述物理量的准确程度的，而“分辨率”是用来描述刻度划分的。
从定义上看，这两个量应该是风马牛不相及的。
（是不是有朋友感到愕然^_^）。
很多卖传感器的JS就是利用这一点来糊弄人的了。
简单做个比喻：有这么一把常见的塑料尺（中学生用的那种），它的量程是10厘米，上面有100个刻度，最小能读出1毫米的有效值。
那么我们就说这把尺子的分辨率是1毫米，或者量程的1%；而它的实际精度就不得而知了（算是0.1毫米吧）。
当我们用火来烤一下它，并且把它拉长一段，然后再考察一下它。
我们不难发现，它还有有100个刻度，它的“分辨率”还是1毫米，跟原来一样！然而，您还会认为它的精度还是原来的0.1毫米么？（这个例子是引用网上的，个人觉得比喻的很形象！）回到电子技术上，我们考察一个常用的数字温度传感器：AD7416。
供应商只是大肆宣扬它有10位的AD，分辨率是1/1024。
那么，很多人就会这么欣喜：哇塞，如果测量温度0-100摄氏度，100/1024……约等于0.098摄氏度！这么高的精度，足够用了。
但是我们去浏览一下AD7416的数据手册，居然发现里面赫然写着：测量精度0.25摄氏度！所以说分辨率跟精度完全是两回事，在这个温度传感器里，只要你愿意，你甚至可以用一个14位的AD，获得1/16384的分辨率，但是测量值的精度还是0.25摄氏度^_^ 所以很多朋友一谈到精度，马上就和分辨率联系起来了，包括有些项目负责人，只会在那里说：这个系统精度要求很高啊，你们AD的位数至少要多少多少啊……其实，仔细浏览一下AD的数据手册，会发现跟精度有关的有两个很重要的指标：DNL和INL。
AD转换器及其接口设计
AD转换器及其接口设计1.分辨率：AD转换器的分辨率决定了其能够精确测量模拟信号的能力。
分辨率一般以位数表示，例如8位、10位、12位等，分辨率越高，转换精度越高。
在设计中需要根据实际应用需求选择合适的分辨率。
2.采样率：AD转换器的采样率决定了其能够采集模拟信号的频率范围。
采样率应根据被测信号的频率范围选择，通常选择采样率为被测信号最高频率的两倍以上。
同时，采样定理要求采样率至少为被测信号最高频率的两倍，以避免混叠失真。
3.输入范围：AD转换器的输入范围决定了其能够接受的模拟信号幅值范围。
输入范围应根据被测信号的幅值选择，如果超过了输入范围，会导致量化误差。
4.接口类型：AD转换器的接口类型决定了其与其他电子设备的连接方式。
常见的接口类型包括并行接口、串行接口、USB接口等。
在设计中需要根据实际应用需求选择合适的接口类型。
5.电源电压：AD转换器的电源电压决定了其正常工作的电压范围。
在设计中需要根据AD转换器的电源要求选择合适的电源电压，以确保AD转换器能够正常工作。
6.阻抗匹配：AD转换器的输入和输出端口需要进行阻抗匹配，以确保信号传输的质量。
在设计中需要注意输入和输出端口的阻抗匹配，以减少信号的反射和损耗。
7.信号处理：AD转换器的输出数字信号可能需要进行进一步的信号处理。
在设计中需要考虑信号处理的需求，例如滤波、放大、数字编码等。
总结起来，设计AD转换器及其接口需要考虑分辨率、采样率、输入范围、接口类型、电源电压、阻抗匹配和信号处理等因素。
这些因素在实际应用中会有不同的要求，需要根据具体情况进行选择和优化。
AD的静态误差指标
AD 的静态误差指标的静态误差指标 分辩率分辩率(Resolution) (Resolution)指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量 定义为满刻度与2n 的比值。
分辨率可以采用若干不同的方式表达 包括最低有效位(LSB)、百万分之一满刻度(ppm FS)、毫伏(mV)。
量化误差 (Quantizing Error)由于AD 的有限分辩率而引起的误差 即有限分辩率AD 的阶梯状转移特性曲线与无限分辩率AD 理想AD 的转移特性曲线 直线 之间的最大偏差。
通常是1 个或半个最小数字量的模拟变化量 表示为1LSB、1/2LSB。
这两个参数都已经描述过了。
绝对精度绝对精度(Absolute Accuracy) (Absolute Accuracy)是指在整个刻度范围内 任一输入数码所对应的模拟量实际输出值与理论值之间的最大误差。
相对精度相对精度(Relative Accuracy)(Relative Accuracy)(Relative Accuracy)与绝对精度表示同一含义 用最大误差相对于满刻度百分比表示。
偏移误差 Offset ErrorAD 理想输出与实际输出之差 所有数字代码都存在这种误差。
在实际中 偏移误差会使传递函数或模拟输入电压与对应数值输出代码间存在一个固定的偏移。
通常计算偏移误差方法是测量第一个数字代码转换或“零”转换的电压 并将它与理论零点电压相比较。
ADC 的传输特性: D = K + GA(D 数字编码 A 模拟信号 K 和G 是常数)。
在单极性转换器中 K 是零 而在偏移双极性转换器中 K 是-1 MSB。
偏移误差是实际数值K 与其理想数值之间的偏移量。
增益误差 Gain Error预估传递函数和实际斜率的差别 增益误差通常在模数转换器最末或最后一个传输代码转换点计算。
增益误差是实际数值G与其理想数值之间的差值 并且通常被表示为两者之间的百分比差 虽然在满刻度时被定义为对总误差的增益误差贡献(单位是mV或LSB)。
ad分辨率的计算方法
ad分辨率的计算方法
分辨率（Resolution）是描述显示设备或数字图像清晰度的一种参数，通常以每英寸点数（DPI，dots per inch）或像素尺寸（例如：1920x1080）表示。
计算分辨率的方法有以下几种：
1. 点数分辨率（DPI）：点数分辨率是衡量图像每英寸的点数，通常适用于打印机、扫描仪等设备。
计算公式为：
分辨率（DPI）= 图像点数/英寸数
例如，一张图像在4英寸宽度上有1200个点，那么DPI为：1200 / 4 = 300 DPI。
这意味着打印机在每英寸上打印了300个点，点数越多，图像越清晰。
2. 像素分辨率：像素分辨率是衡量显示器、摄像头等设备的清晰度，表示为水平像素数乘以垂直像素数。
例如，一块1920x1080的显示屏，表示其水平方向有1920个像素，垂直方向有1080个像素。
计算公式为：
分辨率（像素）= 水平像素数 x 垂直像素数
3. 角分辨率：角分辨率描述了在一定距离下，人眼或设备可以分辨的最小角度。
计算公式为：
角分辨率（度/弧度）= 物体大小（英寸/米）/ 距离（英寸/米）例如，一个物体大小为1英寸，距离为20英寸，那么角分辨率为1/20 = 0.05弧度。
总结：分辨率的计算方法主要包括点数分辨率（DPI）、像素分辨率和角分辨率等。
不同类型的设备和场景需要选择合适的分辨率计算
方法。
理解AD转换器的性能参数
图 7：
DNL 与数字代码关系示例
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1.0 0 512 102 153 204 256 307 358 409 4 6 8 0 2 4 6 数字代码
图 6：
A/D 传递函数中的 DNL 误差
111 -0.75 LSB 110 -0.25 LSB 101 数字输出代码 +0.5 LSB 100 011 010 -0.5 LSB 001
AN693
理解 A/D 转换器的性能参数
作者：Steve Bowling
Microchip Technology Inc. 模拟输入可以是单端输入或是差分输入。差分输入尤其 适用于要求精度在 12 位或以上的设计，这种输入方式 能消除输入线路上可能存在的共模噪声。 一些 A/D 转换器具有伪差分输入。在伪差分配置下，两 个引脚 （VIN+ 和 VIN-）用作输入信号线。伪差分输入 与标准差分输入的区别在于：VIN- 引脚上的信号只能相 对于 VSS 电源轨的电压偏离一个很小的范围。 虽然这种 限制要求此类 A/D 转换器必须与单端信号源连接，但它 的输入级仍然具有消除输入引脚上微小的共模波动的能 力。 A/D 转换器的参考电压可以由内部激励源提供，也可以 由外部激励源提供。由于转换结果的精度直接受参考电 压影响，所以在一定的时间和温度范围内维持参考源的 稳定性是很重要的。对于低成本转换器，参考输入通常 作为单端输入实现。在这种情况下，一个引脚用作参考 输入引脚，且转换器的输入电压范围由 VSS 和 VREF 决 定。对于高性能转换器，通常要用到两个电压参考引 脚。 此类转换器的输入电压范围是由 VREF+ 和 VREF- 之 差决定的。无论是低成本转换器还是高性能转换器，参 考输入的电压范围通常都受制于 VDD 和 VSS 电源轨。 虽然实际使用的 A/D 转换器具有更高的分辨率，但这里 说明理想转换 仅以 3 位 A/D 转换器为例进行理论阐述， 器的性能和各种误差的来源。图 2 显示了理想的 3 位 A/D 转换器的传递函数。如传递函数所示，理想的 3 位 A/D 转换器在模拟输入电压范围内能够提供 8 个具有同 样间隔的数字输出代码。 每一个数字输出代码都对应着参考电压的一个分数值。 从 A/D 转换器能够得到的最大值是 (N-1)/N，其中 N 是 分辨率位数。根据图 2 可知 ,3 位 A/D 转换器能够产生 的最大输出值是满量程参考电压的 7/8。
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是测量值的精度还是0.25摄氏度^_^
所以很多朋友一谈到精度，马上就和分辨率联系起来了，包括有些项目负责人，只会在那里说：
这个系统精度要求很高啊，你们AD的位数至少要多少多少啊……
其实，仔细浏览一下AD的数据手册，会发现跟精度有关的有两个很重要的指标：DNL和INL。似
简单点说，“精度”是用来描述物理量的准确程度的，而“分辨率”是用来描述刻度划分的。
从定义上看，这两个量应该是风马牛不相及的。（是不是有朋友感到愕然^_^）。很多卖传感
器的JS就是利用这一点来糊弄人的了。简单做个比喻：有这么一把常见的塑料尺（中学生用
的那种），它的量程是10厘米，上面有100个刻度，最小能读出1毫米的有效值。那么我们就
所以在这里帮大家把这两个概念理一下，以后大家就可以理直气壮的说精度和分辨率了，而不是
将精度理解为分辨率。呵呵，希望对大家有用！
分辨率计算：测量电压范围/(2^AD位数-1)；
也就是，输出数值偏离线性最大的距离。单位是LSB（即最低位所表示的量）。
当然，像有的AD如△—∑系列的AD，也用Linearity error 来表示精度。
为什么有的AD很贵，就是因为INL很低。分辨率同为12bit的两个ADC，一个INL＝±3LSB，而一
个做到了±1.5LSB，那么他们的价格可能相的数字温度传感器：AD7416。供应商只是大肆宣扬它有
10位的AD，分辨率是1/1024。那么，很多人就会这么欣喜：哇塞，如果测量温度0-100摄氏度，
100/1024……约等于0.098摄氏度！这么高的精度，足够用了。但是我们去浏览一下AD7416的
数据手册，居然发现里面赫然写着：测量精度0.25摄氏度！所以说分辨率跟精度完全是两回事，
说这把尺子的分辨率是1毫米，或者量程的1%；而它的实际精度就不得而知了（算是0.1毫米
吧）。当我们用火来烤一下它，并且把它拉长一段，然后再考察一下它。我们不难发现，它
还有有100个刻度，它的“分辨率”还是1毫米，跟原来一样！然而，您还会认为它的精度还
是原来的0.1毫米么？（这个例子是引用网上的，个人觉得比喻的很形象！）
乎知道这两个指标的朋友并不多，所以在这里很有必要解释一下。
DNL：Differencial NonLiner——微分非线性度
INL：Interger NonLiner——积分非线性度（精度主要用这个值来表示）
他表示了ADC器件在所有的数值点上对应的模拟值，和真实值之间误差最大的那一点的误差值。