什么是ADC的失調(diào)電壓
- 教育綜合
- 2022-05-26 17:43:59
運放失調(diào)電壓的測量原理？
將運放輸入端短路，且接地，開環(huán)使用，理論上運放的輸出電壓也應(yīng)該為〇。 但是由于運放內(nèi)部的電路不可能絕對平衡，會有失調(diào)電壓，它的輸出端會因為這種失調(diào)的電壓影響而有一定的失調(diào)輸出電壓。測出失調(diào)輸出電壓的值，用這個值除以運放的開環(huán)放大倍數(shù)，即是運放的失調(diào)電壓指標(biāo)，表示了它失調(diào)度的大小。 將失調(diào)的輸出電壓除以開環(huán)放大倍數(shù)得出的數(shù)據(jù)定義為失調(diào)電壓，是考慮輸出的電壓的大小，不僅與運放內(nèi)部的失調(diào)大小有關(guān)，還和運放的放大倍數(shù)有關(guān)。譬如一個10倍放大能力的運放，如果測試時輸出了1伏的電壓，比一個100倍放大能力的運放輸出1伏電壓的失調(diào)實際上要大得多。所以輸出電壓要除以開環(huán)放大倍數(shù)，才能真實反映運放的失調(diào)電壓的大ADC沒有輸入信號，為什么輸出數(shù)據(jù)位仍不斷變化
這種看法就如同期望在沒有輸入信號的情況下運算放大器僅輸出直流失調(diào)電壓誤差。如果移除放大器電路的輸入信號，并用一臺數(shù)字萬用表(DVM)測量輸出電壓，讀數(shù)將告訴您放大器的失調(diào)電壓。然而，DVM只對顯示結(jié)果進行數(shù)值平均(使用ADC！)，而不會揭示放大器輸出端的噪聲。測量噪聲需要示波器或頻譜分析儀。像信號鏈中的任何其它器件一樣，ADC也會帶來熱噪聲。因此，如果您想驗證ADC的行為在沒有輸入信號的情況下是否符合預(yù)期，您需要采集許多數(shù)據(jù)并求平均值，就像DVM對放大器電路所做的那樣。高速ADC通常漂浮到其中間電平代碼，加上或減去任何固有的失調(diào)，所得的平均輸出代碼應(yīng)在ADC的額定失調(diào)范圍內(nèi)。分析采集到的數(shù)據(jù)集單片機中的ADC是什么意思？作用是什么
ADC即模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（英語：Analog-to-digital converter）是用于將模擬形式的連續(xù)信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的離散信號的一類設(shè)備。一個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器可以提供信號用于測量。與之相對的設(shè)備成為數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器。
ADC的作用是將連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號。真實世界的模擬信號，例如溫度、壓力、聲音或者圖像等，需要轉(zhuǎn)換成更容易儲存、處理和發(fā)射的數(shù)字形式。
（上圖為ADC針腳排布）
擴展資料：
ADC模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器：
典型的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為表示一定比例電壓值的數(shù)字信號。然而，有一些模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器并非純的電子設(shè)備，例如旋轉(zhuǎn)編碼器，也可以被視為模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
數(shù)字信號輸出可能會使用不同的編碼結(jié)構(gòu)。通常會使用二進制二補數(shù)（也稱作“補碼”）進行表示，但也有其他情況，例如有的設(shè)備使用格雷碼（一種循環(huán)碼）。
參考資料來源：
模擬信號的信號采集
7.1.1 模擬信號采集技術(shù)
這里的模擬信號是指電壓和電流信號，對模擬信號的處理技術(shù)主要包括模擬量的選通、模擬量的放大、信號濾波、電流電壓的轉(zhuǎn)換、V/F轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)換等。
1．模擬通道選通
單片機測控系統(tǒng)有時需要進行多路和多參數(shù)的采集和控制，如果每一路都單獨采用各自的輸入回路，即每一路都采用放大、濾波、采樣/保持，A/D等環(huán)節(jié)，不僅成本比單路成倍增加，而且會導(dǎo)致系統(tǒng)體積龐大，且由于模擬器件、阻容元件參數(shù)特性不一致，對系統(tǒng)的校準(zhǔn)帶來很大困難；并且對于多路巡檢如128路信號采集情況，每路單獨采用一個回路幾乎是不可能的。因此，除特殊情況下采用多路獨立的放大、A/D外，通常采用公共的采樣/保持及A/D轉(zhuǎn)換電路(有時甚至可將某些放大電路共用)，利用多路模擬開關(guān)，可以方便實現(xiàn)共用。
在選擇多路模擬開關(guān)時，需要考慮以下幾點：
（1）通道數(shù)量
通道數(shù)量對切換開關(guān)傳輸被測信號的精度和切換速度有直接的影響，因為通道數(shù)目越多，寄生電容和泄漏電流通常也越大。平常使用的模擬開關(guān)，在選通其中一路時，其它各路并沒有真正斷開，只是處于高阻狀態(tài)，仍存在漏電流，對導(dǎo)通的信號產(chǎn)生影響；通道越多，漏電流越大，通道間的干擾也越多。
（2）泄漏電流
在設(shè)計電路時，泄漏電流越小越好。采集過程中，信號本身就非常微弱，如果信號源內(nèi)阻很大，泄漏電流對精度的影響會非常大。
（3）切換速度
在選擇模擬開關(guān)時，要綜合考慮每路信號的采樣速率、A/D的轉(zhuǎn)換速率，因為它們決定了對模擬開關(guān)的切換速度的要求。
（4）開關(guān)電阻
理想狀態(tài)的多路開關(guān)其導(dǎo)通電阻為零，而斷開電阻為無窮大，而實際的模擬開關(guān)無法到這個要求，因此需考慮其開關(guān)電阻，尤其當(dāng)與開關(guān)串聯(lián)的負(fù)載為低阻抗時，應(yīng)選擇導(dǎo)通電阻足夠低的多路開關(guān)。
（5）參數(shù)的漂移性及每路電阻的一致性
（6）器件的封裝
常用的模擬開關(guān)有DIP和SO兩種封裝，可以根據(jù)實際需要選擇。
2．信號濾波
從傳感器或其它接收設(shè)備獲得的電信號，由于傳輸過程中的各種噪聲干擾，工作現(xiàn)場的電磁干擾，前段電路本身的影響，往往會有多種頻率成分的噪聲信號，嚴(yán)重情況下，這種噪聲信號甚至?xí)蜎]有效輸入信號，致使測試無法正常進行。為了減少噪聲信號對測控過程的影響，需采取濾波措施，濾除干擾噪聲，提高系統(tǒng)的信噪比(S/N)。
過去常用模擬濾波電路實現(xiàn)濾波，模擬濾波的技術(shù)較為成熟。模擬濾波可分為有源濾波和無源濾波。設(shè)計有源濾波器，首先根據(jù)所要求的幅頻特性，尋找可實現(xiàn)的有理函數(shù)進行逼近設(shè)計。常用的逼近函數(shù)有：波待瓦茲（Butterworth)函數(shù)、切比雪夫(Chebyshev)函數(shù)，貝塞爾(Besel)函數(shù)等，然后計算電路參數(shù)，完成設(shè)計。
但是模擬濾波電路復(fù)雜，不僅增加了設(shè)計成本，而且還增加系統(tǒng)的功耗，降低了系統(tǒng)可靠性。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，21世紀(jì)很多的場合都應(yīng)用數(shù)字濾波技術(shù)。數(shù)字濾波技術(shù)發(fā)展非常迅速，21世紀(jì)的手機、PDA等智能設(shè)備，大多采用數(shù)字濾波技術(shù)。它作為軟件無線電的一個處理單元，有非常廣闊的發(fā)展前景。但是，單片機的處理能力有限，只能完成比較簡單的數(shù)字濾波。
在單片機系統(tǒng)中，首先在設(shè)計硬件是對信號采取抗干擾措施，然后在設(shè)計軟件時，對采集到的數(shù)據(jù)進行消除干擾的處理，以進一步消除附加在數(shù)據(jù)中的各式各樣的干擾，使采集到的數(shù)據(jù)能夠真實的反映現(xiàn)場的情況。下面介紹的幾種工控中常用的數(shù)字濾波技術(shù)。
（1）死區(qū)處理
從工業(yè)現(xiàn)場采集到的信號往往會在一定的范圍內(nèi)不斷的波動，或者說有頻率較高、能量不大的干擾疊加在信號上，這種情況往往出現(xiàn)在應(yīng)用工控板卡的場合，此時采集到的數(shù)據(jù)有效值的最后一位不停的波動，難以穩(wěn)定。這種情況可以采取死區(qū)處理，把波動的值進行死區(qū)處理，只有當(dāng)變化超出某值時才認(rèn)為該值發(fā)生了變化。比如編程時可以先對數(shù)據(jù)除以10，然后取整，去掉波動項。
（2）算術(shù)平均值法
公式為YK =(XK1+XK2+XK3+…+XKN)/N，在一個周期內(nèi)的不同時間點取樣，然后求其平均值，這種方法可以有效的消除周期性的干擾。同樣，這種方法還可以推廣成為連續(xù)幾個周期進行平均。
（3）中值濾波法
這種方法的原理是將采集到的若干個周期的變量值進行排序，然后取排好順序的值得中間的值，這種方法可以有效的防止受到突發(fā)性脈沖干擾的數(shù)據(jù)進入。在實際使用時，排序的周期的數(shù)量要選擇適當(dāng)，如果選擇過小，可能起不到去除干擾的作用，選擇的數(shù)量過大，會造成采樣數(shù)據(jù)的時延過大，造成系統(tǒng)性能變差。
（4）低通濾波法
公式為YK =Q*XK+(1-Q)*YK-1 截止頻率為f=K/2πT。這種濾波方式相當(dāng)于使采集到的數(shù)據(jù)通過一次低通濾波器。來自現(xiàn)場的信號往往是4~20mA信號，它的變化一般比較緩慢，而干擾一般帶有突發(fā)性的特點，變化頻率較高，而低通濾波器就可以濾除這種干擾，這就是低通濾波的原理。實際使用時，根據(jù)信號的帶寬，合理選擇Q值。
（5）滑動濾波法
滑動濾波法是由一階低通濾波法推廣而來的?，F(xiàn)場信號一般都是平滑的，不會出現(xiàn)突變，如果接收到的信號有突變，那么很可能就是干擾?；瑒訛V波法就是基于這個原理，把所有的突變都視為干擾，并且通過平滑去掉干擾。應(yīng)用這種方法，只能處理平滑信號，并且不同的場合，數(shù)據(jù)處理過程也要做相應(yīng)調(diào)整?；瑒訛V波法的公式是：Yn=Q1Xn+Q2Xn-1+Q3Xn-2，其中Q1 + Q2+ Q3 =1且Q1 >Q2> Q3。
在實際使用時，常常需要結(jié)合多種方法，以其它濾波的效果。比如在中值濾波法中，加入平均值濾波，借以提高濾波的性能。
3．電流電壓的轉(zhuǎn)換
電壓信號可以經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號然后采集，但是電流不能直接由A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換。在應(yīng)用中，先將電流轉(zhuǎn)變成電壓信號，然后進行轉(zhuǎn)換。電流/電壓轉(zhuǎn)換在工業(yè)控制中應(yīng)用非常廣泛。
電流/電壓轉(zhuǎn)換最簡單的方法是在被測電路中串入精密電阻，通過直接采集電阻兩端的電壓來獲得電流。A/D器件只能轉(zhuǎn)換一定范圍的電壓信號，所以在電流/電壓轉(zhuǎn)換過程中，需要選擇合適阻值的精密電阻。如果電流的動態(tài)范圍較多，還必須在后端加入放大器進行二次處理。經(jīng)過多次處理，會損失測量的精度。21世紀(jì)有很多電流/電壓轉(zhuǎn)換芯片，其響應(yīng)時間、線性度、漂移等指標(biāo)均很理想，且能適應(yīng)大范圍大電流的測量。
4．電壓頻率的轉(zhuǎn)換
頻率接口有以下特點：
(1)接口簡單、占用硬件資源少。頻率信號通過任一根I/O口線或作為中斷源及計數(shù)時鐘輸入系統(tǒng)。
(2)抗干擾性能好。V/F轉(zhuǎn)換本身是一個積分過程，且用V/F轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，就是頻率計數(shù)過程，相當(dāng)于在計數(shù)時間內(nèi)對頻率信號進行積分，因而有較強的抗干擾能力。另外可采用光電耦合連接V/F轉(zhuǎn)換器與單片機之間的通道，實現(xiàn)隔離。
(3)便于遠(yuǎn)距離傳輸。可通過調(diào)制進行無線傳輸或光傳輸。
由于以上這些特點，V/F轉(zhuǎn)換器適用于一些非快速而需進行遠(yuǎn)距離信號傳輸?shù)腁/D轉(zhuǎn)換過程。利用V/F變換，還可以減化電路、降低成本、提高性價比。
5．A/D轉(zhuǎn)換
A/D轉(zhuǎn)換是指將模擬輸入信號轉(zhuǎn)換成N位二進制數(shù)字輸出信號的過程。伴隨半導(dǎo)體技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)及通信技術(shù)的飛速發(fā)展，A/D轉(zhuǎn)換器2000年也呈現(xiàn)高速發(fā)展的趨勢。人類數(shù)字化的浪潮推動了A/D轉(zhuǎn)換器不斷變革，2014年，在通信產(chǎn)品、消費類產(chǎn)品、工業(yè)醫(yī)療儀器乃至軍工產(chǎn)品中無一不顯現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換器的影，可以說，A/D轉(zhuǎn)換器已經(jīng)成為人類實現(xiàn)數(shù)字化的先鋒。自1973年第一只集成A/D轉(zhuǎn)換器問世至今，A/D、D/A轉(zhuǎn)換器在加工工藝、精度、采樣速率上都有長足發(fā)展，2014年的A/D轉(zhuǎn)換器的精度可達(dá)26位，采樣速度可達(dá)1GSPS，今后的A/D轉(zhuǎn)換器將向超高速、超高精度、集成化、單片化發(fā)展。不管怎么發(fā)展，A/D轉(zhuǎn)換的原理和作用都是不變的。在下一節(jié)，將著重討論A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)。
7.1.2 A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)
21世紀(jì)的軟件無線電、數(shù)字圖像采集都需要有高速的A/D采樣保證有效性和精度，一般的測控系統(tǒng)也希望在精度上有所突破，人類數(shù)字化的浪潮推動了A/D轉(zhuǎn)換器不斷變革，而A/D轉(zhuǎn)換器是人類實現(xiàn)數(shù)字化的先鋒。A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)展了30多年，經(jīng)歷了多次的技術(shù)革新，從并行、逐次逼近型、積分型ADC，到21世紀(jì)來新發(fā)展起來的∑-Δ型和流水線型ADC，它們各有其優(yōu)缺點，能滿足不同的應(yīng)用場合的使用。
逐次逼近型、積分型、壓頻變換型等，主要應(yīng)用于中速或較低速、中等精度的數(shù)據(jù)采集和智能儀器中。分級型和流水線型ADC主要應(yīng)用于高速情況下的瞬態(tài)信號處理、快速波形存儲與記錄、高速數(shù)據(jù)采集、視頻信號量化及高速數(shù)字通訊技術(shù)等領(lǐng)域。此外，采用脈動型和折疊型等結(jié)構(gòu)的高速ADC，可應(yīng)用于廣播衛(wèi)星中的基帶解調(diào)等方面?！?Δ型ADC主應(yīng)用于高精度數(shù)據(jù)采集特別是數(shù)字音響系統(tǒng)、多媒體、地震勘探儀器、聲納等電子測量領(lǐng)域。下面對各種類型的ADC作簡要介紹。
1．逐次逼近型
逐次逼近型ADC是應(yīng)用非常廣泛的模/數(shù)轉(zhuǎn)換方法，它包括1個比較器、1個數(shù)模轉(zhuǎn)換器、1個逐次逼近寄存器（SAR）和1個邏輯控制單元。它是將采樣輸入信號與已知電壓不斷進行比較，1個時鐘周期完成1位轉(zhuǎn)換，N位轉(zhuǎn)換需要N個時鐘周期，轉(zhuǎn)換完成，輸出二進制數(shù)。這一類型ADC的分辨率和采樣速率是相互矛盾的，分辨率低時采樣速率較高，要提高分辨率，采樣速率就會受到限制。
優(yōu)點：分辨率低于12位時，價格較低，采樣速率可達(dá)1MSPS；與其它ADC相比，功耗相當(dāng)?shù)汀?br />缺點：在高于14位分辨率情況下，價格較高；傳感器產(chǎn)生的信號在進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換之前需要進行調(diào)理，包括增益級和濾波，這樣會明顯增加成本。
2．積分型ADC
積分型ADC又稱為雙斜率或多斜率ADC，它的應(yīng)用也比較廣泛。它由1個帶有輸入切換開關(guān)的模擬積分器、1個比較器和1個計數(shù)單元構(gòu)成，通過兩次積分將輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成與其平均值成正比的時間間隔。與此同時，在此時間間隔內(nèi)利用計數(shù)器對時鐘脈沖進行計數(shù)，從而實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。
積分型ADC兩次積分的時間都是利用同一個時鐘發(fā)生器和計數(shù)器來確定，因此所得到的D表達(dá)式與時鐘頻率無關(guān)，其轉(zhuǎn)換精度只取決于參考電壓VR。此外，由于輸入端采用了積分器，所以對交流噪聲的干擾有很強的抑制能力。能夠抑制高頻噪聲和固定的低頻干擾（如50Hz或60Hz），適合在嘈雜的工業(yè)環(huán)境中使用。這類ADC主要應(yīng)用于低速、精密測量等領(lǐng)域，如數(shù)字電壓表。
優(yōu)點：分辨率高，可達(dá)22位；功耗低、成本低。
缺點：轉(zhuǎn)換速率低，轉(zhuǎn)換速率在12位時為100～300SPS。
3．并行比較A/D轉(zhuǎn)換器
并行比較ADC主要特點是速度快，它是所有的A/D轉(zhuǎn)換器中速度最快的，現(xiàn)代發(fā)展的高速ADC大多采用這種結(jié)構(gòu)，采樣速率能達(dá)到1GSPS以上。但受到功率和體積的限制，并行比較ADC的分辨率難以做的很高。
這種結(jié)構(gòu)的ADC所有位的轉(zhuǎn)換同時完成，其轉(zhuǎn)換時間主取決于比較器的開關(guān)速度、編碼器的傳輸時間延遲等。增加輸出代碼對轉(zhuǎn)換時間的影響較小，但隨著分辨率的提高，需要高密度的模擬設(shè)計以實現(xiàn)轉(zhuǎn)換所必需的數(shù)量很大的精密分壓電阻和比較器電路。輸出數(shù)字增加一位，精密電阻數(shù)量就要增加一倍，比較器也近似增加一倍。
并行比較ADC的分辨率受管芯尺寸、輸入電容、功率等限制。結(jié)果重復(fù)的并聯(lián)比較器如果精度不匹配，還會造成靜態(tài)誤差，如會使輸入失調(diào)電壓增大。同時，這一類型的ADC由于比較器的亞穩(wěn)壓、編碼氣泡，還會產(chǎn)生離散的、不精確的輸出，即所謂的“火花碼”。
優(yōu)點：模/數(shù)轉(zhuǎn)換速度最高。
缺點：分辨率不高，功耗大，成本高。
4．壓頻變換型ADC
壓頻變換型ADC是間接型ADC，它先將輸入模擬信號的電壓轉(zhuǎn)換成頻率與其成正比的脈沖信號，然后在固定的時間間隔內(nèi)對此脈沖信號進行計數(shù)，計數(shù)結(jié)果即為正比于輸入模擬電壓信號的數(shù)字量。從理論上講，這種ADC的分辨率可以無限增加，只要采用時間長到滿足輸出頻率分辨率要求的累積脈沖個數(shù)的寬度即可。
優(yōu)點：精度高、價格較低、功耗較低。
缺點：類似于積分型ADC，其轉(zhuǎn)換速率受到限制，12位時為100～300SPS。
5．∑-Δ型ADC
∑-Δ轉(zhuǎn)換器又稱為過采樣轉(zhuǎn)換器，它采用增量編碼方式即根據(jù)前一量值與后一量值的差值的大小來進行量化編碼。∑-Δ型ADC包括模擬∑-Δ調(diào)制器和數(shù)字抽取濾波器。∑-Δ調(diào)制器主要完成信號抽樣及增量編碼，它給數(shù)字抽取濾波器提供增量編碼即∑-Δ碼；數(shù)字抽取濾波器完成對∑-Δ碼的抽取濾波，把增量編碼轉(zhuǎn)換成高分辨率的線性脈沖編碼調(diào)制的數(shù)字信號。因此抽取濾波器實際上相當(dāng)于一個碼型變換器。
優(yōu)點：分辨率較高，高達(dá)24位；轉(zhuǎn)換速率高，高于積分型和壓頻變換型ADC；價格低；內(nèi)部利用高倍頻過采樣技術(shù)，實現(xiàn)了數(shù)字濾波，降低了對傳感器信號進行濾波的要求。
缺點：高速∑-△型ADC的價格較高；在轉(zhuǎn)換速率相同的條件下，比積分型和逐次逼近型ADC的功耗高。
6．流水線型ADC
流水線結(jié)構(gòu)ADC，又稱為子區(qū)式ADC，它是一種高效和強大的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它能夠提供高速、高分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換，并且具有令人滿意的低功率消耗和很小的芯片尺寸；經(jīng)過合理的設(shè)計，還可以提供優(yōu)異的動態(tài)特性。
流水線型ADC由若干級級聯(lián)電路組成，每一級包括一個采樣/保持放大器、一個低分辨率的ADC和DAC以及一個求和電路，其中求和電路還包括可提供增益的級間放大器?？焖倬_的n位轉(zhuǎn)換器分成兩段以上的子區(qū)（流水線）來完成。首級電路的采樣/保持器對輸入信號取樣后先由一個m位分辨率粗A/D轉(zhuǎn)換器對輸入進行量化，接著用一個至少n位精度的乘積型數(shù)模轉(zhuǎn)換器（MDAC）產(chǎn)生一個對應(yīng)于量化結(jié)果的模/擬電平并送至求和電路，求和電路從輸入信號中扣除此模擬電平。并將差值精確放大某一固定增益后關(guān)交下一級電路處理。經(jīng)過各級這樣的處理后，最后由一個較高精度的K位細(xì)A/D轉(zhuǎn)換器對殘余信號進行轉(zhuǎn)換。將上述各級粗、細(xì)A/D的輸出組合起來即構(gòu)成高精度的n位輸出。
優(yōu)點：有良好的線性和低失調(diào)；可以同時對多個采樣進行處理，有較高的信號處理速度，典型的為Tconv<100ns；低功率；高精度；高分辨率；可以簡化電路。
缺點：基準(zhǔn)電路和偏置結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜；輸入信號需要經(jīng)過特殊處理，以便穿過數(shù)級電路造成流水延遲；對鎖存定時的要求嚴(yán)格；對電路工藝要求很高，電路板上設(shè)計得不合理會影響增益的線性、失調(diào)及其它參數(shù)。
，這種新型的ADC結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于對THD和SFDR及其它頻域特性要求較高的通訊系統(tǒng)，對噪聲、帶寬和瞬態(tài)相應(yīng)速度等時域特性要求較高的CCD成像系統(tǒng)，對時域和頻域參數(shù)都要求較高的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
7.1.3 A/D轉(zhuǎn)換器件選型指南
A/D轉(zhuǎn)換器的品種繁多，性能各異，A/D轉(zhuǎn)換器的選擇直接影響系統(tǒng)的性能。在確定設(shè)計方案后，首先需要明確A/D轉(zhuǎn)換的需要的指標(biāo)要求，包括數(shù)據(jù)精度、采樣速率、信號范圍等等。
1．確定A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)
在選擇A/D器件之前，需要明確設(shè)計所要達(dá)到的精度。精度是反映轉(zhuǎn)換器的實際輸出接近理想輸出的精確程度的物理量。在轉(zhuǎn)化過程中，由于存在量化誤差和系統(tǒng)誤差，精度會有所損失。其中量化誤差對于精度的影響是可計算的，它主要決定于A/D轉(zhuǎn)換器件的位數(shù)。A/D轉(zhuǎn)換器件的位數(shù)可以用分辨率來表示。一般把8位以下的A/D轉(zhuǎn)換器稱為低分辨率ADC，9~12位稱為中分辨率ADC，13位以上為高分辨率。A/D器件的位數(shù)越高，分辨率越高，量化誤差越小，能達(dá)到的精度越高。理論上可以通過增加A/D器件的位數(shù)，無止境提高系統(tǒng)的精度。但事實并非如此，由于A/D前端的電路也會有誤差，它也同樣制約著系統(tǒng)的精度。
比如，用A/D采集傳感器提供的信號，傳感器的精度會制約A/D采樣的精度，經(jīng)A/D采集后信號的精度不可能超過傳感器輸出信號的精度。設(shè)計時應(yīng)當(dāng)綜合考慮系統(tǒng)需要的精度以及前端信號的精度。
2．選擇A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率
在不同的應(yīng)用場合，對轉(zhuǎn)換速率的要求是不同的，在相同的場合，精度要求不同，采樣速率也會不同。采樣速率主要由采樣定理決定。確定了應(yīng)用場合，就可以根據(jù)采集信號對象的特性，利用采樣定理計算采樣速率。如果采用數(shù)字濾波技術(shù)，還必須進行過采樣，提高采樣速率。
3．判斷是否需要采樣/保持器
采樣/保持器主要用于穩(wěn)定信號量，實現(xiàn)平頂抽樣。對于高頻信號的采集，采樣/保持器是非常必要的。如果采集直流或者低頻信號，可以不需要采樣保持器。
4．選擇合適的量程
模擬信號的動態(tài)范圍較大，有時還有可能出現(xiàn)負(fù)電壓。在選擇時，待測信號的動態(tài)范圍最好在A/D器件的量程范圍內(nèi)。以減少額外的硬件付出。
5．選擇合適的線形度
在A/D采集過程中，線形度越高越好。但是線形度越高，器件的價格也越高。當(dāng)然，也可以通過軟件補償來減少非線性的影響。所以在設(shè)計時要綜合考慮精度、價格、軟件實現(xiàn)難度等因素。
6．選擇A/D器件的輸出接口
A/D器件接口的種類很多，有并行總線接口的，有SPI、I2C、1-Wire等串行總線接口的。它們在原理和精度上相同，但是控制方法和接口電路會有很大差異。在接口上的選擇，主要決定于系統(tǒng)要求、已經(jīng)開發(fā)者對于各種接口的熟練程度。
7.1.4 數(shù)字邏輯信號的采集
通常需要采集的數(shù)字邏輯信號包括頻率信號、邏輯編碼信號。頻率信號典型的應(yīng)用包括測量電壓，提供時間基準(zhǔn)等。邏輯編碼信號是個很廣泛的概念，2014年有的傳感器是數(shù)字型的，它輸出的不是電流或電壓，而直接是編碼的邏輯信號，如溫度傳感器DS1820、各種時鐘芯片、GPS OEM模塊等。邏輯編碼信號的采集主要考慮物力接口和通信協(xié)議。在有些書本中，也將其歸類為通信技術(shù)。
模擬信號（英語：analog signal）是指在時域上數(shù)學(xué)形式為連續(xù)函數(shù)的信號。與模擬信號對應(yīng)的是數(shù)字信號，后者采取分立的邏輯值，而前者可以取得連續(xù)值。模擬信號的概念常常在涉及電的領(lǐng)域中被使用，不過經(jīng)典力學(xué)、氣動力學(xué)（pneumatic）、水力學(xué)等學(xué)科有時也會使用模擬信號的概念。
