A/D器件和芯片是实现单片机数据采集的常用外围器件。A/D转换器的品种繁多、性能各异，在设计数据采集系统时，首先碰到的就是如何选择合适的A/D转换器以满足系统设计要求的问题。
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选择A/D转换器件需要考虑器件本身的品质和应用的场合要求。基本上，可以根据以下几个方面的指标选择一个A/D器件。
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A/D转换器位数
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& D4 V& v9 B" Y1 }7 U/ S ]: NA/D转换器位数的确定，应该从数据采集系统的静态精度和动态平滑性这两个方面进行考虑。
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从静态精度方面来说，要考虑输入信号的原始误差传递到输出所产生的误差，它是模拟信号数字化时产生误差的主要部分。量化误差与A/D转换器位数有关。一般把8位以下的A/D转换器归为低分辨率A/D转换器，9~12位的称为中分辨率转换器，13位以上的称为高分辨率转换器。10位A/D芯片以下误差较大，11位以上对减小误差并无太大贡献，但对A/D转换器的要求却提得过高。因此，取10位或11位是合适的。
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由于模拟信号先经过测量装置，再经A/D转换器转换后才进行处理，因此，总的误差是由测量误差和量化误差共同构成的。A/D转换器的精度应与测量装置的精度相匹配。也就是说，一方面要求量化误差在总误差中所占的比重要小，使它不显著地扩大测量误差；另一方面必须根据目前测量装置的精度水平，对A/D转换器的位数提出恰当的要求。
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% i, [: y% l5 R1 }目前，大多数测量装置的精度值不小于0.1%~0.5%，故A/D转换器的精度取0.05%~0.1%即可，相应的二进制码为10~11位，加上符号位，即为11~12位。当有特殊的应用时，A/D转换器要求更多的位数，这时往往可采用双精度的转换方案。
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A/D转换器的转换速率7 @8 W2 @: D! O# \ u
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, W N+ _- L9 }+ }5 r2 b; W" @A/D转换器从启动转换到转换结束，输出稳定的数字量，需要一定的转换时间。转换时间的倒数就是每秒钟能完成的转换次数，称为转换速率。
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确定A/D转换器的转换速率时，应考虑系统的采样速率。例如，如果用转换时间为100us的A/D转换器，则其转换速率为10KHz。根据采样定理和实际需要，一个周期的波形需采10个样点，那么，这样的A/D转换器最高也只有处理频率为1KHz的模拟信号。把转换时间减小，信号频率可提高。
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对一般的单片机而言，要在采样时间内完成A/D转换以外的工作，如读数据、再启动、存数据、循环计数等已经比较困难了。
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! D# h6 A3 E( @9 n1 i7 B采样/保持器
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采集直流和变化非常缓慢的模拟信号时可不用采样/保持器。对于其他模拟信号一般都要加采样保持器。
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& U! ]* h3 C( Z7 j$ Z$ N' P1 Q! K如果信号频率不高，A/D转换器的转换时间短，即采样高速A/D时，也可不用采样/保持器。
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& z8 e) Q6 |2 y. M3 L3 aA/D转换器量程% m3 a. C! R8 N& b
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- j( |2 _6 O3 N4 K+ r. i2 q- s% sA/D转换时需要的是双极性的，有时是单极性的。输入信号最小值有的从零开始，也有从非零开始的。有的转换器提供了不同量程的引脚，只有正确使用，才能保证转换精度。
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) g$ |4 s* S2 |" {. B' s在使用中，影响A/D转换器量程的因素有：
3 j# T* {4 W3 L8 o7 H) H6 M- 量程变换和双极性偏置；
, D* v( P0 ?5 c9 x - 双基准电压；
3 t" f+ j( n |! a+ M4 b6 R - A/D转换器内部比较器输入端的正确使用。
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满刻度误差8 Z% w. N- T; k# }* s' e
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. s4 G( b- G) K- W满度输出时，对应的输入信号与理想输入信号值之差。
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线性度
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3 U# B, N) P8 F4 S4 W4 f# f5 B
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实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移。
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发表于 2020-4-23 09:16
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