ADC（analog to digital converter）的转换过程

ADC的基本转换原理分为四个过程：
①抗混叠滤波（Anti-aliasing），可以理解为一个低通滤波器
②采样保持电路（Sample and hold）
③量化（Quantizer）
④编码（Coder）

采样保持
所谓采样就是将一个时间上连续变化的模拟量转化为时间上离散变化的模拟量。将采样结果储存起来，直到下次采样，这个过程叫作保持。

量化和编码
模拟信号通过ADC转换成数字信号的这一过程称为量化，由于量化输出的数字信号位数有限，所以输出的数字信号和你采样得到的模拟信号会有一个误差，被称为量化误差,对于一个N位ADC来说，假设其满量程电压为V_ref，V_ref被ADC分为2^N个区间，区间宽度用LSB（last significant bit）表示LSB=V_ref/2^N。
例如：Vref=8V，ADC为3位，LSB=1，所以每个区间为1V，
000代表电压0≤V＜1
001代表电压1≤V＜2
010代表电压2≤V＜3
011代表电压3≤V＜4
100代表电压4≤V＜5
101代表电压5≤V＜6
110代表电压6≤V＜7
111代表电压7≤V＜8
此ADC的分辨率为1V

ADC的分类

①逐次比较型ADC
基本原理是从高位到低位逐位试探比较，好像用天平称物体，从重到轻逐级增减砝码进行试探。逐次逼近法转换过程是：初始化时将逐次逼近寄存器各位清零；转换开始时，先将逐次逼近寄存器最高位置1，送入D/A转换器，经D/A转换后生成的模拟量送入比较器，称为 Vo，与送入比较器的待转换的模拟量Vi进行比较，若Vo<Vi，该位1被保留，否则被清除。然后再置逐次逼近寄存器次高位为1，将寄存器中新的数字量送D/A转换器，输出的 Vo再与Vi比较，若Vo<Vi，该位1被保留，否则被清除。重复此过程，直至逼近寄存器最低位。转换结束后，将逐次逼近寄存器中的数字量送入缓冲寄存器，得到数字量的输出。

②双积分式ADC
基本原理是将输入电压变换成与其平均值成正比的时间间隔，再把时间间隔转换成数字量，属于间接转换。转换过程是：先将开关接通待转换的模拟量Vi，Vi采样输入到积分器，积分器从零开始固定时间T的正向积分，时间T到后，开关再接通与Vi极性相反的基准电压Vref，将Vref输入到积分器进行反向积分，直到输出位0V时停止积分。Vi越大，积分器输出电压越大，反向积分时间也越长。计数器在反向积分时间内所计的数值，就是模拟电压Vi所对应的数字量，实现了A/D转换。

③全并行/串并行ADC

ADC的参数

①分辨率
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，通常以数字信号的位数来表示。
②转换速率
转换速率是指A/D转换一次所需要时间的倒数，即单位时间内完成A/D转换的次数
③采样速率
采样速率是两次采样（两次转换）的间隔时间的倒数，为了保证转换的正确完成，一般采样速率必须小于等于转换速率，即采样时间大于等于转换时间。

[1]胡任任. 一种8通道12位1MS/s SAR ADC的设计[D].电子科技大学,2020.
[2]张卿杰，徐友. 手把手教你学DSP——基于TMS320F28335（第二版）[M].北京：北京航空航天大学出版社，2018.