有关ADC二三事——ADC的组成

　　ADC——Analog to Digital Converter，模拟数字转换器。ADC的作用是将模拟量转换为数字量。当代ADC的基本结构包括：抗混叠滤波器，采样/保持单元，量化器以及编码器。

　　抗混叠滤波器实际上就是一个低通滤波器。采样的过程会使信号在采样频率Fs以及Fs的整数倍附近产生混叠信号。当采样频率较低时，这些信号频率间隔较小，就会出现混叠信号与原信号叠加的情况。为了避免混叠信号对原信号的影响，首先应该提高采样频率Fs，然后还需要一个低通滤波器将混叠信号滤除。

　　模拟信号经采样后， 得到一系列样值脉冲。 采样脉冲宽度τ一般是很短暂的， 在下一个采样脉冲到来之前， 应暂时保持所取得的样值脉冲幅度以便进行转换。 因此我们需要采样保持单元 。采样保持单元的作用就是维持某一脉冲时刻的信号直到转换完成后再释放。最简单的采样保持单元由一个电容与一个运算放大器构成：

 

　　上图中VT可以看做开关，S作为控制开关的采样信号，当S为高电平，VT导通，Vi经过VT到运算放大器的正输入端。此时保持电容CH两端电压会随着Vi的输入而变化。因为要使CH两端电压能够迅速跟随Vi的电压值，所以CH的充电时间常数要远小于S为高电平的保持时间。当S为低电平，VT关断，由于后级运放构成了电压跟随器，输入阻抗很高，CH上存储的电荷不容易泄露，因此理想情况下可以看作CH上电压保持不变，这样运放输出端Vo可以保持住采样结束瞬间的电压值。

 

　　量化器就是ADC对模拟量转化为数字量的手段。因为量化器的不同，也产生了不同类型的ADC：并联比较型（Flash）、逐次比较型（SAR）、双积分型、流水线型（Pipe-Line）以及∑-Δ型。并联比较型ADC速度最快，逐次比较型的ADC较为常见，双积分型ADC也比较常见，速度快于逐次比较型ADC。

　　编码器就是将量化器的结果进行编码输出的器件单元，一般ADC的编码输出方式有：串口、并口、串并口。