AD精确度和分辨率
ad300pro 指数
AD300PRO指数技术报告AD300PRO是一个广泛应用于各种应用领域的测量设备，尤其在需要精确测量和数据采集的场合中。
本技术报告将对AD300PRO的各项性能指标、技术特点和使用方法进行详细介绍。
一、概述AD300PRO是一款高精度的数据采集和测量设备，具有多种输入通道和测量范围，可满足各种不同的应用需求。
其核心功能包括模拟信号的采集、数字信号的输入输出以及通信接口的配置等。
二、性能指标1.输入通道数：16通道，可扩展至32通道。
2.采样率：最高可达500kHz。
3.分辨率：16位，有效位数可达17位。
4.测量范围：可通过软件配置，支持多种电压和电流输入范围。
5.精度：±0.2% F.S.。
6.触发方式：软件触发、硬件触发。
7.数据存储：支持SD卡存储，最大可扩展至128GB。
8.通信接口：支持USB、Ethernet、RS485等接口。
9.工作温度：-20℃~+60℃。
10.电源：12V DC。
三、技术特点1.多任务同时处理：AD300PRO支持多任务同时处理，可实现多个通道的同时采样和测量。
2.高精度同步采样：采用高精度时钟源，确保各通道采样的同步性。
3.灵活的触发方式：支持软件触发和硬件触发，可根据实际应用需求配置触发条件。
4.数据压缩与存储：支持数据压缩功能，有效节省存储空间。
5.强大的数据处理能力：内建强大的数据处理单元，支持实时数据分析和处理。
6.多种通信接口：提供多种通信接口，方便与外部设备进行数据交换和通信。
7.良好的扩展性：支持通道扩展，可满足更大规模的数据采集需求。
8.易于操作的人机界面：配备功能强大的图形化界面，操作简单直观。
四、使用方法1.硬件连接：根据实际需求连接AD300PRO与外部设备，确保电源和通信接口的正确连接。
2.软件安装与配置：安装AD300PRO软件，并根据实际应用需求进行配置，包括输入通道配置、采样率设置、触发方式选择等。
3.数据采集与处理：启动数据采集任务，通过软件界面实时观察数据变化并进行处理。
AD选型
A/D转换器的选型技巧及注意事项(转)AD的选择，首先看精度和速度，然后看是几路的，什么输出的比如SPI或者并行的，差分还是单端输入的，输入范围是多少，这些都是选AD需要考虑的。
DA的选择，主要是精度和输出，比如是电压输出还是电流输出等等。
在进行电路设计时，面对种类繁多的A/D、D/A芯片，如何选择你所需要的器件呢？这要综合设计的诸项因素，系统技术指标、成本、功耗、安装等，最重要的依据还是速度和精度。
精度：与系统中所测量控制的信号范围有关，但估算时要考虑到其他因素，转换器位数应该比总精度要求的最低分辩率高一位。
常见的A/D、D/A器件有8位，10位，12位，14位，16位等。
速度：应根据输入信号的最高频率来确定，保证转换器的转换速率要高于系统要求的采样频率。
通道：有的单芯片内部含有多个A/D、D/A模块，可同时实现多路信号的转换；常见的多路A/D器件只有一个公共的A/D模块，由一个多路转换开关实现分时转换。
数字接口方式：接口有并行/串行之分，串行又有SPI、I2C、SM等多种不同标准。
数值编码通常是二进制，也有BCD（二~十进制）、双极性的补码、偏移码等。
模拟信号类型：通常AD器件的模拟输入信号都是电压信号，而D/A器件输出的模拟信号有电压和电流两种。
根据信号是否过零，还分成单极性（Unipolar）和双极性（Bipolar）。
电源电压：有单电源，双电源和不同电压范围之分，早期的A/D、D/A器件要有+15V/-15V，如果选用单+5V电源的芯片则可以使用单片机系统电源。
基准电压：有内、外基准和单、双基准之分。
功耗：一般CMOS工艺的芯片功耗较低，对于电池供电的手持系统对功耗要求比较高的场合一定要注意功耗指标。
封装：常见的封装是DIP，现在表面安装工艺的发展使得表贴型封装的应用越来越多。
跟踪/保持（Track/Hold缩写T/H）：原则上直流和变化非常缓慢的信号可不用采样保持，其他情况都应加采样保持。
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）是将模拟信号转换成数字信号的电子器件，广泛应用于测量、通信、控制和信号处理等领域。
主要技术指标是指影响AD转换器性能的关键参数。
下面将介绍AD转换器的主要技术指标。
1. 位数（Resolution）：位数是指转换结果的二进制位数，也可理解为ADC的精度。
位数越高，转换结果的精度越高。
常见的位数有8位、10位、12位、16位等。
常见的高精度应用需要12位以上的位数。
2. 采样率（Sampling Rate）：采样率是指ADC在单位时间内完成采样的次数，常用单位为千赫兹（kHz）或兆赫兹（MHz）。
采样率决定了ADC对信号的处理能力，即ADC能够处理多快的信号。
高速应用需要高采样率的ADC。
3. 信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）：信噪比表示转换后的数字信号与输入模拟信号之间的噪声水平差异。
信噪比越高，ADC的抗干扰能力越强，输出结果越准确。
4. 有效比特数（Effective Number of Bits, ENOB）：有效比特数表示ADC输出二进制数据的有效位数，与信噪比有关。
一般来说，ENOB比位数小，这是由于ADC的非线性误差、噪声和失配等因素导致的。
5. 误差（Error）：误差是指ADC转换结果与输入信号之间的差异。
常见的误差包括非线性误差、积分非线性误差、增益误差、失配误差等。
误差越小，ADC的准确度越高。
6. 电源电压（Supply Voltage）：ADC的电源电压指使用电路所需的电源电压。
一般来说，工作电压越低，功耗越小，对系统电源需求越低。
7. 噪声（Noise）：噪声是指ADC输出结果中包含的非期望信号。
噪声可由转换器内部电路、供电电压和输入信号引起。
噪声影响了ADC对小信号的测量准确性，因此较低的噪声水平对高精度测量至关重要。
8. 温度效应（Temperature Coefficient）：温度效应衡量ADC对温度变化的敏感程度。
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、DA器件的精度
AD、DA器件的精度沈阳单片机开发网――帮您精确掌握电子器件的使用细节AD、DA器件的精度几乎所有的教科书、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。
知道INL、DNL 这两个参数意义的朋友并不多。
说精度之前，首先要说分辨率。
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：__，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__,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）。
DNL值如果大于1，那么这个ADC甚至不能保证是单调的，输入电压增大，在某个点数值反而会减小。
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。
一种提高AD模_分辨率的方法
一种提高AD模_分辨率的方法提高AD模_分辨率是提高图像质量的一个关键因素，可以通过以下几种方法实现：1.采用更高分辨率的图像传感器：提高AD模_分辨率的基础是使用更高分辨率的图像传感器。
传感器的分辨率决定了其能够捕捉到的细节和图像质量的上限。
选择分辨率更高的传感器可以获得更精细的图像，从而提高AD模_分辨率。
2.采用更精确的模_转换器：AD模_的任务是将模拟信号转换为数字信号。
选择更精确的模_转换器可以获得更高的分辨率。
通常，更高精度的模_转换器会产生更大的数据量，也需要更高的功耗。
因此，需要权衡分辨率和功耗之间的关系。
3.采用更好的信号处理算法：信号处理算法可以在数字领域对模拟信号进行更复杂的处理和优化。
通过应用更好的信号处理算法，可以提高AD模_分辨率，并改善图像质量。
常用的信号处理算法包括滤波、降噪、增强等。
4.降低图像噪声：图像噪声是降低AD模_分辨率的一个重要因素。
图像噪声来自于多个方面，包括光照条件、传感器本身的噪声以及信号传输过程中的噪声等。
可以通过优化图像的采集条件、增加光照、增加ISO感光度、降低信号传输中的干扰等方式来降低图像噪声。
5.使用图像重构技术：图像重构技术可以通过分析图像中的细节和结构来提高AD模_分辨率。
常见的图像重构技术包括超分辨率重建、插值算法等。
这些技术可以在一定程度上提高图像的分辨率，从而间接提高AD 模_分辨率。
6.使用多帧合成技术：多帧合成技术可以通过融合多个图像来提高AD模_分辨率。
通过采集多个画面并进行图像配准、图像叠加等处理，可以获得更高分辨率的图像。
这种方法常用于天文观测和一些拍摄要求较高的领域。
总结起来，提高AD模_分辨率是一个综合性的任务，需要从硬件和算法两个方面进行优化。
通过选择更高分辨率的传感器、更精确的模_转换器，应用更好的信号处理算法，降低图像噪声，使用图像重构和多帧合成技术等方法，可以有效提高AD模_分辨率，获得更高质量的图像。
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。
51单片机ad转换流程
51单片机ad转换流程51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统中的微控制器。
与其他单片机相比，51单片机的特点之一是其模拟到数字转换功能（AD转换），它允许将模拟信号转换为数字量，以便进行数字信号处理和控制。
在本文中，我们将以“51单片机AD转换流程”为主题，详细介绍AD转换的步骤和相关概念。
第一步：了解AD转换的基本概念模拟到数字转换（AD转换）是电子系统中一种常见的操作。
它涉及将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，以便进行数字信号处理。
AD转换的结果通常以二进制形式表示，可以被计算机或其他数字处理设备使用。
在AD转换过程中，最重要的参数是分辨率和采样率。
分辨率是指AD转换器能够分辨的最小信号变化量，通常以比特数表示。
例如，8位AD转换器的分辨率为2^8，即256个离散的信号水平。
采样率是指AD转换器每秒钟进行的样本数量，通常以赫兹（Hz）表示。
第二步：准备硬件连接在进行AD转换之前，需要连接电源、待转换的模拟信号源和51单片机上的AD输入引脚。
具体的硬件连接方式可以根据具体的应用需求和开发板设计进行调整。
通常情况下，待转换的模拟信号将通过电阻网络与AD输入引脚相连接。
这个电阻网络起到电压分压的作用，将输入信号的幅度限制在AD转换器可接受的范围内。
开发板上的AD输入引脚通常还具有可选的电容网络，用于去除输入信号中的高频噪声。
第三步：配置AD转换器参数在开始AD转换之前，需要通过编程设置51单片机上的AD转换器参数。
这些参数包括分辨率、输入通道选择、参考电压选择和采样率等。
这些参数的设置是通过对寄存器的操作来实现的。
通过写入相应的寄存器值，我们可以选择转换的分辨率。
51单片机上的AD转换器可以支持不同的分辨率，如8位、10位或12位。
选择转换的输入通道也是一个重要的步骤。
通常情况下，AD转换器具有多个输入信道，可以同时转换多个信号。
需要根据具体的信号源，选择合适的输入通道。
参考电压的选择也要根据具体的应用需求来确定。
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
A/D转换器(Analog-to-Digital Converter)又叫模/数转换器,即是将模拟信号(电压或是电流的形式)转换成数字信号。
这种数字信号可让仪表,计算机外设接口或是微处理机来加以操作或胜作使用。
A/D 转换器(ADC)的型式有很多种，方式的不同会影响测量后的精准度。
A/D 转换器的功能是把模拟量变换成数字量。
由于实现这种转换的工作原理和采用工艺技术不同，因此生产出种类繁多的A/D 转换芯片。
A/D 转换器按分辨率分为4 位、6 位、8 位、10 位、14 位、16 位和BCD码的31/2 位、51/2 位等。
按照转换速度可分为超高速（转换时间=330ns），次超高速（330~3.3μS），高速（转换时间3.3~333μS），低速（转换时间＞330μS）等。
A/D 转换器按照转换原理可分为直接A/D 转换器和间接A/D 转换器。
所谓直接A/D 转换器，是把模拟信号直接转换成数字信号，如逐次逼近型，并联比较型等。
其中逐次逼近型A/D 转换器，易于用集成工艺实现，且能达到较高的分辨率和速度，故目前集成化A/D 芯片采用逐次逼近型者多；间接A/D 转换器是先把模拟量转换成中间量，然后再转换成数字量，如电压/时间转换型（积分型），电压/频率转换型，电压/脉宽转换型等。
其中积分型A/D 转换器电路简单，抗干扰能力强，切能作到高分辨率，但转换速度较慢。
有些转换器还将多路开关、基准电压源、时钟电路、译码器和转换电路集成在一个芯片内，已超出了单纯A/D 转换功能，使用十分方便。
ADC 经常用于通讯、数字相机、仪器和测量以及计算机系统中，可方便数字讯号处理和信息的储存。
大多数情况下，ADC 的功能会与数字电路整合在同一芯片上，但部份设备仍需使用独立的ADC。
行动电话是数字芯片中整合ADC 功能的例子，而具有更高要求的蜂巢式基地台则需依赖独立的ADC 以提供最佳性能。
ADC 具备一些特性，包括：1. 模拟输入，可以是单信道或多信道模拟输入；2. 参考输入电压，该电压可由外部提供，也可以在ADC 内部产生；3. 频率输入，通常由外部提供，用于确定ADC 的转换速率；4. 电源输入，通常有模拟和数字电源接脚；5. 数字输出，ADC 可以提供平行或串行的数字输出。
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。
A-D转换器的分辨率和准确度之间的区别
A/D转换器的分辨率和准确度之间的区别当笔者与使用模数（A/D）转换器的系统设计人员聊天时，他们最常问的就是：您的16位A/D转换器准确度也是16位吗？要回答这个问题，关键在于从根本上理解分辨率和准确度这两个概念之间的区别。
尽管这两个术语是截然不同的，但它们却经常被混淆或互换使用。
A/D转换器的分辨率被定义为输入信号值的最小变化，可通过一次计数改变数字输出值。
就理想的A/D转换器而言，传递函数呈阶梯状，且每个步阶宽度等于分辨率。
但使用较高分辨率（16位或16位以上）的系统时，传递函数的响应和理想的响应之间将存在较大的偏差。
这是因为由A/D转换器及驱动器电路产生的噪声可降低该转换器的分辨率。
此外，如果一种直流（DC）电压被施加到理想A/D转换器的输入端并进行了多次转换，那么数字输出应始终是同一个代码。
但在现实中，输出代码却成了多个代码，在多个位置上分布（见下图的红点群集），具体取决于系统总噪声，其它因素还包括电压参考和驱动器电路。
系统里噪声越多，数据点的群集范围会越大，反之亦然。
图1展示了一个半量程DC输入的例子。
在A/D转换器的产品说明书中，A/D转换器传递函数图上的这种输出点群集通常被表示为DC直方图。
图1的例证带来了一个有趣的问题。
如果同一种模拟输入能产生多种数字输出，那么A/D 转换器分辨率的定义是否依然适用？答案是肯定的但前提是我们要考虑到A/D转换器的量化噪声。
然而，当我们对信号链中的所有噪声和失真进行探究考量时，却发现A/D转换器的无噪声有效分辨率是由输出代码散布（Npp）状况来决定的。
无噪声分辨率= log2（2n/Npp）其中n是理想的分辨率在典型的A/D转换器产品说明书中，有效位数（ENOB）由交流（AC）参数和信噪失真比（SINAD）间接确定，可用下边的方程式计算出ENOB：ENOB =（SINAD-1.76）/6.02接下来请仔细观察：输出代码群集（图1里的绿色群集）是否不仅未以理想的输出代码为中心、反而位于A/D转换器传递曲线上的其它位置，远离红点？这个距离是数据采集系统准确度的指标。
一种提高AD采样分辨率的方法
一种提高AD采样分辨率的方法摘要：传统的嵌入式MCU的AD采样的分辨率只能根据芯片本身的设计确定，如芯片的AD采样为10位，则只能采集到0-1023的AD值。
想要提高AD的分辨率，一般只能通过外置一个高精度的ADC采样芯片，通过通讯传输到MCU中，既占用了MCU的通讯资源，也增加了电路的面积及成本。
本文以温度的采样为例，阐述一种不增加外围电路的情况下，提高AD采样精度的方法。
关键词：AD采样；分辨率；过采样；采样噪声；Absrtact: The resolution of AD sampling of traditional embedded MCU can only be determined according to the design of the chip itself. If the AD sampling of the chip is 10 bits, only 0-1023 AD values canbe collected. To improve the resolution of AD, a high-precision ADC sampling chip can only be installed externally and transmitted to the MCU through communication, which not only occupies the communication resources of the MCU, but also increases the area and cost of the circuit. Taking temperature sampling as an example, this paperdescribes a method to improve AD sampling accuracy without adding peripheral circuits.Keywords: AD sampling; resolving power; Oversampling; Sampling noise;一、MCU中AD采样的原理分析嵌入式的MCU一般都具有AD采样的功能，其作用是将AD引脚检测到的模拟电压信号转换成数字信号，目前的AD采样精度一般为8位、10位、12位。
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。
ad7745 文档
(电子科技大学光电信息学院四川成都610054)1 引言AD7745是AD公司生产的具有高的分辨率、低功耗的电容数字转换器。
该芯片性能稳定，操作方便，可以和多种电容传感器一起开发各种实际产品。
AD7745的主要特点如下：(1)电容数字转换器具有单端电容探测器或者差分式电容探测器接口；分辨率：4 aF；精确度：4 fF；线性度：0.01％；在普通模式下，电容高达17 pF；可测量电容范围：-4～4 pF；可容忍高达60 pF的寄生电容；更新频率：10～60 Hz。
(2)片上温度传感器分辨率：0.1℃；精确度：±2℃；电压输入通道；内部时钟振荡器；两线串行接口(I2C兼容)。
(3)电源2.7～5.25 V单电源供电。
2工作原理及引脚功能2.1 工作原理AD7745的核心是一个高精度的转换器，由1个二阶调制器和1个三阶数字滤波器构成。
AD7745可以配置成一个电容数字转换器(CDC)，也可以配置成一个经典的模数转换器(ADC)。
除了转换器外，AD7745集成了一个多路复用器、一个激励源和电容数模转换器(CAP-DAC)作为电容的输入、一个温度传感器、一个时钟发生器、一个控制校正逻辑、I2C接口。
AD7745的功能框图如图1所示。
下面对图中的主要部分进行功能说明。
(1)∑-△调制器∑-△调制器是AD7745的核心，它是将模拟信号转换成数字信号的器件，其工作原理是：被测的电容Cx 被连接在CDC激励输出(EXCA或者EXCB)与∑-△调制器输入(VIN(+))之间，在1个转换周期，一个方波激励信号(从EXCA或者EXCB输出)被加到CX，∑-△调制器连续采样经过CX的电荷。
数字滤波器处理∑-△调制器的输出，数据经过数字滤波器输出，经过校正，由I2C串行接口将数据读出。
(2)电容数模转换器(CAPDAC)电容数模转换器(CAPDAC)可以被理解成一个负电容直接内部连接到CIN引脚。
在AD77415中有2个CA PDAC，一个连接到CIN1(+)，另一个连接到CIN1(一)，如图2所示。
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。
模数转换AD转换精度和转换速度是衡量ADDA转换器性
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。
AD的精度与分辨率
AD的精度与分辨率简单点说，“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。
似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。
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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＝1V
RMS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。
A/D转换器的精确度是指对于给定模拟输入，实际数字输出与理论预期数字输出之间的接近度。
换而言之，转换器的精确度决定了数字输出代码中有多少个比特表示有关输入信号的有用信息。
如前所述，对于16位ADC分辨率，由于出现内部或外部误差源，实际的精确度可能远小于分辨率。
因此，举例而言，一个给定的16位ADC可能只能提供12位的精确度。
对于这种情况，4LSb(最低有效位)表示ADC中生成的随机噪声。
ADC动态范围和ADC精确度通常指相同的内容。
图1 展示了基本的ADC测量电路。
图1：基本的ADC测量电路。
理想ADC生成一个数字输出代码，是关于模拟信号电压和电压参考输入的方程，其中
输出代码＝满量程电压× [VIN+ - VIN-] / [VREF+ - VREF-]
＝满量程电压× [VIN /VREF]
每个数字输出代码表示参考电压的一个小数值。
必须注意，ADC动态范围应当匹配将要转换的信号的最大振幅，这样才能使ADC转换精度最大化。
现在假设将要转换的信号在0V到2.5V间变化，而VREF等于3.3V，如图2所示。
图2：输入信号振幅和ADC动态范围。
16位ADC将包括216 ＝65536个步骤或转换，且最低有效位(LSB)＝VREF/65536＝3.3V/65536＝50.35uV。
对于理想的ADC，所有代码都具有1LSB的相同宽度。
如果ADC的最大信号值为2.5V，那么意味着总共有49652次转换(2.5V/1LSB)。
对于这种情况，将有15884次转换未被使用(65536-49652＝15884)。
这反应了转换后的信号精确度损失或ENOB损失(损失0.4位)。
如果ADC参考(VREF)和ADC最大信号电平之间的差异增加，那么ENOB损失或精确度损失将加剧。
例如，如果ADC最大信号电平为1.2V且VREF＝3.3V，那么ENOB损失将为1.5位。
因此ADC动态范围一定要匹配最大信号振幅，以获得最高精确度。
应用示例
我们通过一些例子来说明这些参数在某些典型应用中的具体含义。
a) 数码相机
简单来说，数码相机的动态范围就是图像传感器的一个像素生成的可检测到的最亮和最暗值的范围，使用比特作为单位。
ADC的最小比特率(分辨率)由图像传感器的动态范围(精确度)决定。
举例而言，如果传感器的动态范围为1000：1(也可以称为60dB)，那么ADC应当至少为10位(2^10＝1,024分立电平) 才能避免信息损失。
然而，在实际中，应当将ADC往高指定为12位，以允许ADC具有一定的容错裕量。
只因为相机具有12位或16位的ADC就宣称它具有12位动态范围会令人误解，因为噪声以及用于产生这个动态范围的像素井的容量没有被考虑在内。
因此，综上所述，只有传感器本身具有足够的动态范围时上述描述才成立。
色调范围和动态范围永远也不会超过传感器的动态范围。
因此必须要清楚相机的实际动态范围。
本节内容解释了具有12位动态范围的相机并不表示相机有一个12位的ADC。
b)电阻温度计
电阻温度计(RTD)利用了某些材料在不同温度下电阻会发生可预测的变化这一原理。
电阻温度计通常使用铂制成，并且具有以下特征：
0oC时的传感器电阻＝100ohm
电阻变化/ oC＝0.385ohm(欧洲基本区间)
激活传感器的感应电流＝1mA
温度范围＝0至500oC
注意，电阻温度计需要通过大约1mA的弱电流来确定电阻。
1°C的温度变化会引起0.385 ohm的电阻变化，因此即使一个小的电阻测量错误也会引起很大的温度测量误差。
电阻温度计需要检测到0.1oC的温度变化，这将成为系统在0至500 oC之间的LSB。
电阻在这个范围的对应变化幅度将为192.5ohm。
对于这个变化幅度，该范围下的电压将为192.5mV。
现在，动态范围＝满量程电压/LSB大小
＝192.5mV/38.5uV
＝5000
要满足这一要求，13位ADC应当已经够用。
注意，由于整个RTD传感器的电压范围为100mV到292.5mV且LSB大小足够低到可由任何SAR ADC分辨，您将需要一个增益放大器来在ADC可以实际支持的范围内增大这个范围。
假设我们使用一个固定增益为17的增益放大器。
通过使用这个增益放大器，电压将从1.7V增加到4.92V。
正如前面所解释的一样[如图2所示]，在这个输出电压范围内您的ADC将不能够得到充分利用，因此将限制动态范围。
由于我们在这个应用中最关心的是LSB大小(RTD传感器应当能够使用0.1oC的温度变化进行响应)，并且假设典型ADC具有5V的满量程电压，因此您将需要一个转换器，其中
ENOB(有效位数) ＝1.44ln(满量程/LSB)
＝1.44ln(5V/38.5uV)
≈17位(近似值)
一个Σ-Δ ADC应当能够提供这种性能。
注意，13位应用并不总是需要13位转换器。
c) 电气计量
如今，电表变得越来越复杂，并且要求在不同动态范围下获得高精确度，因为任何测量误差都会使电力公司蒙受巨大的损失。
对于动态范围为2000：1的Class1电表，必须测量的最小信号大约为0.5mV，假设ADC 满量程电压为1V。
这种仪表的最大误差规格通常为针对指定动态范围测量的参数的0.1%。
目标错误＝0.5mV×0.1%
＝500nV。
因此，要测量的最小信号为500nV。
系统需要从1V中解析出500nV，这将要求ADC具有1V/500nV≈2×106次输出转换。
这需要使用具有21位ENOB的ADC。
需要注意的一点是通用21位ADC并不能满足这些需求，除非它具备一个良好的噪声层并能够分辨最低500nV的电压。
这个具体示例仅仅介绍了电表中的电压测量需求。
电表中的电流测量具有比电压测量更严格的需求，但是本例并没有介绍详细内容。
结束语
模数转换器(ADC)宣称具有“n”位分辨率，这常常被误解为精确度。
分辨率和精确度完全是两个概念，两者不能混用。
应该由具体的应用来确定是否允许丢失代码以及所需ADC精确度。
本文通过解释一些应用示例展示了精确度和分辨率的差别。
此外，ADC精确度不能仅仅取决于ADC性能和特性，它与围绕ADC的整个应用设计有关。
系统实际上指定了所需的真正动态范围。
作者：Mohit Arora
飞思卡尔半导体系统工程师。