2024年4月27日发(作者：)

adc采集电压的原理

ADC（Analog-to-Digital Converter）是模数转换器，它可以将模拟

信号转换为数字信号，并且是数字系统中的重要组成部分。下面我们来详

细了解ADC采集电压的原理。

1.模拟信号与数字信号的区别：

模拟信号是连续变化的信号，其值可以在一定范围内任意变化；而数

字信号是离散的信号，其值只能代表一组离散的数值。

工作原理的基本步骤：

（1）采样：ADC首先对模拟信号进行采样。采样是指周期性地测量

和记录模拟信号的值，在一定的时间间隔内获取模拟信号的数值。

（2）量化：采样得到的连续模拟信号需要转换为离散的数字信号。

量化是指将采样得到的连续信号的数值映射到一个数字值上。量化将连续

的模拟信号分成一个个离散的量化区间，通过将模拟信号的数值近似地映

射到相应的离散值上来实现。ADC通过将输入的模拟信号映射到离散的数

字量化级别，比如将模拟信号映射到二进制数来表示。

（3）编码：将量化得到的离散数值转换为相应的数字编码。编码是

将模拟信号最终表示为数字信号的过程。编码一般使用的是二进制的方式，

将量化得到的数值转换成对应的二进制码，用于表示这个数值。

（4）存储和处理：将编码后的数字信号进行存储和处理。数字信号

可以方便地进行存储、传输和处理。

3.采样频率：

在ADC工作过程中，采样频率是一个非常重要的参数。采样频率决定

了数字信号中包含的有效信息的取样数量，它直接影响到转换信号的质量。

通常情况下，采样频率必须满足奈奎斯特采样定理，即采样频率至少是信

号最高频率两倍。过低的采样频率会导致信号失真或遗失重要的信号成分。

4.精度和分辨率：

ADC的精度是用来衡量对于输入信号的原始特性的准确度。精度可以

通过ADC的分辨率来计算。分辨率是ADC能够分辨的最小模拟量级别，它

取决于ADC数值和模拟输入量级之间的关系。比如，一个12位ADC具有

2^12=4096个离散的量化级别，因此它的分辨率是Vref/4096，其中Vref

是基准电压。

5.参考电压：

ADC还需要一个可变的参考电压，用来与采样信号进行比较，以确定

量化值。通常情况下，参考电压是ADC的基准电压，它在量化过程中与输

入信号相比较，将输入信号映射到离散值。

6.不确定度：

ADC的不确定度反映了输出数字信号和输入模拟信号之间的差异。它

受到一些因素的影响，比如量化误差、非线性误差、信噪比和采样误差等。

理想情况下，ADC应该有较低的不确定度。

总结起来，ADC采集电压的原理包括采样、量化、编码、存储和处理

等步骤。采用的参考电压、采样频率以及ADC的精度和分辨率等参数都会

影响采集电压的准确性和质量。