模数转换器的工作原理与分类特点详解

    模数转换器也是转换器的一种类型，大家是否有使用过呢？模数转换器的功能是什么呢？又是如何发挥这些功能的呢？下面就让小编来给大家介绍一下模数转换器的工作原理。

    模数转换器即A/D转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是把经过与标准量比较处理后的模拟量转换成以二进制数值表示的离散信号的转换器。故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准，比较常见的参考标准为最大的可转换信号大小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。

    模数转换器的种类很多，按工作原理的不同，可分成间接ADC和直接ADC。间接ADC是先将输入模拟电压转换成时间或频率，然后再把这些中间量转换成数字量，常用的有双积分型ADC。直接ADC则直接转换成数字量，常用的有并联比较型ADC和逐次逼近型ADC。

    并联比较型ADC：采用各量级同时并行比较，各位输出码也是同时并行产生，所以转换速度快。并联比较型ADC的缺点是成本高、功耗大。

    逐次逼近型ADC：它产生一系列比较电压VR，但它是逐个产生比较电压，逐次与输入电压分别比较，以逐渐逼近的方式进行模数转换的。它比并联比较型ADC的转换速度慢，比双分积型ADC要快得多，属于中速ADC器件。

    双积分型ADC：它先对输入采样电压和基准电压进行两次积分，获得与采样电压平均值成正比的时间间隔，同时用计数器对标准时钟脉冲计数。它的优点是抗干扰能力强，稳定性好;主要缺点是转换速度低。

    模数转换一般要经过采样、保持和量化、编码这几个步骤。下面我们以∑-△A/D转换器为例来简单介绍一下其工作原理。∑-△A/D转换器的工作原理，就是将初次转换后的数字信号再做信号除噪处理。

    总体来说，∑-△A/D转换器有两大部分，模拟部分和数字部分，模拟部分是一个∑-△调制器，主要使采用过采样技术采样后信号经过调制器，使量化噪声分布更广，并且输出一位一位的数据位流，数字部分是一个数字滤波器，它对模拟部分输出的数字量进行除噪处理，滤除大部分的量化噪声，并对调制器的输出降频至奈奎斯特频率和进行进一步的量化，最终得到输出结果。