目录

1.ADC

1.1原理

2 ADC分类及优缺点

2.1逐次逼近型ADC（SAR ADC）

2.1.1优缺点及其应用场景

2.1.2内部原理

2.2ΔΣ调制型ADC（Sigma-Delta ADC）

2.2.1优缺点及其应用场景

2.2.2内部原理

2.3流水线型ADC（Pipeline ADC）

2.3.1优缺点及其应用场景

2.3.2内部原理

2.4闪速较型ADC（Flash ADC）

2.4.1优缺点及其应用场景

2.4.2内部原理

2.5电容阵列逐次比较型ADC

2.5.1优缺点及其应用场景

2.5.2内部原理

2.6压频转换型ADC（VFC）

2.6.1优缺点及其应用场景

2.6.2内部原理

ADC，即模数转换器（Analog-to-Digital Converter），是一种电子电路，其基本功能是将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号。这一转换过程对于现代电子设备处理现实世界中的物理量（如温度、声音、光线等）至关重要，因为数字信号更容易在计算机和微处理器中进行处理、存储和传输。ADC的工作原理可以概括为以下几个关键步骤：

采样 (Sampling): 在这个阶段，ADC定期检查模拟信号的电压值。根据奈奎斯特采样定理，采样频率至少应为输入信号最高频率的两倍，以避免混叠现象。这意味着模拟信号在时间上被离散化。

保持 (Holding): 采样后，保持电路确保在ADC进行转换期间，所采样的模拟电压值保持恒定，以免因信号变化而产生误差。

量化 (Quantization): 量化是将连续范围的电压电平映射到有限数量的离散电平上的过程。每个离散电平对应一个数字值。这一步会产生量化误差，因为它涉及到舍去小数部分的信息。

编码 (Encoding): 最后，经过量化的电平被转换成二进制或其他数字格式的代码，这个代码就是ADC的输出。常用的编码方式有二进制编码、格雷码等。

不同的ADC类型（如SAR型ADC、ΔΣ型ADC、pipeline型ADC等）在实现这些步骤时采用不同的方法和技术，但基本原理相同。例如，SAR（逐次逼近寄存器）ADC通过比较输入信号与内部产生的参考电压来逐步逼近并确定最终的数字值；而ΔΣ（sigma-delta）ADC则采用过采样和噪声整形技术，首先大幅度地过采样信号，然后通过数字滤波去除噪声，从而达到高分辨率的转换效果。

优点：高精度、中等转换速度、低功耗小尺寸，易于集成到微控制器中，低延迟，高精度，意味着其极其适合闭环控制系统的采样.。

缺点：转换时间较长，尤其是在高分辨率时。

应用场景：通用目的应用、工业控制、仪表测量、消费电子产品。

内部结构原理工作过程：手撕SAR型ADC采样电路设计之采样原理分析 - 知乎逐次逼近型(SAR) ADC，SAR型ADC的优点是实时采样，低延迟，高精度，意味着其极其适合闭环控制系统的采样，首先介绍一下SARADC的采样原理。 举个例子，现在有三个砝码，分别是1.5kg，0.75kg，0.375kg以及一台秤，那…https://zhuanlan.zhihu.com/p/689801195

Sigma-Delta(Σ-Δ)ADC的工作原理 - 知乎ADC是模拟IC中非常火热和重要的一个方向，当然ADC设计一般归为数模混合IC设计。Sigma-Delta(Σ-Δ)ADC属于ADC中很重要的一个结构，却以“理论知识晦涩难懂，不直观、不易懂”出名。 半导体教育领航者移知教育推出…https://zhuanlan.zhihu.com/p/676472491

一个典型的Σ-Δ ADC的设计大致分为过采样、噪声整形和数字滤波这三步。深入了解Σ-Δ ADC之前我们先了解一下什么是过采样。如下图。一般的奈奎斯特采样，采用频率fs>2fB,fB是输入信号频率，过采样就是采用频率远大于2倍信号频率fs>>2fB。过采样的主要优势就是输入信号带宽仅为采样频率的一小部分，这样可以用数字滤波器消除所关心频带以外的大部分量化噪声，显著降低量化噪声功率。

​补充：ADC中的量化噪声可以看成是-fs/2到+fs/2带宽内的白噪声，fs为采样频率，不考虑负频，在0~1/2fs频率之内的白噪声功率是一定的，是Δ平方/12,因此，当1/2fs越大，即带宽越宽，平均噪声分布就越小。

Σ-Δ型ADC拓扑结构基本原理：第一部分 | Analog DevicesΣ-Δ型ADC是当今信号采集和处理系统设计人员的工具箱中必不可少的基本器件。https://www.analog.com/cn/resources/technical-articles/behind-the-sigma-delta-adc-topology.html#:~:text=%CE%A3-%CE%94%E8%B0%83%E5%88%B6%E5%99%A8%E6%98%AF%E4%B8%80%E7%A7%8D%E8%B4%9F%E5%8F%8D%E9%A6%88%E7%B3%BB%E7%BB%9F%EF%BC%8C%E4%B8%8E%E9%97%AD%E7%8E%AF%E6%94%BE%E5%A4%A7%E5%99%A8%E7%9B%B8%E4%BC%BC%E3%80%82%20%E7%8E%AF%E8%B7%AF%E5%8C%85%E5%90%AB%E4%BD%8E%E5%88%86%E8%BE%A8%E7%8E%87ADC%E5%92%8CDAC%EF%BC%8C%E4%BB%A5%E5%8F%8A%E4%B8%80%E4%B8%AA%E7%8E%AF%E8%B7%AF%E6%BB%A4%E6%B3%A2%E5%99%A8%E3%80%82,%E8%BE%93%E5%87%BA%E5%92%8C%E5%8F%8D%E9%A6%88%E8%A2%AB%E7%B2%97%E7%95%A5%E9%87%8F%E5%8C%96%EF%BC%8C%E5%B8%B8%E5%B8%B8%E5%8F%AA%E6%9C%89%E4%B8%80%E6%AF%94%E7%89%B9%E8%A1%A8%E7%A4%BA%E9%AB%98%E7%94%B5%E5%B9%B3%E6%88%96%E4%BD%8E%E7%94%B5%E5%B9%B3%E7%9A%84%E8%BE%93%E5%87%BA%E3%80%82%20ADC%E7%9A%84%E6%A8%A1%E6%8B%9F%E7%B3%BB%E7%BB%9F%E5%AE%9E%E7%8E%B0%E4%BA%86%E8%BF%99%E7%A7%8D%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E7%BB%93%E6%9E%84%EF%BC%8C%E9%87%8F%E5%8C%96%E5%99%A8%E5%B0%B1%E6%98%AF%E5%AE%8C%E6%88%90%E9%87%87%E6%A0%B7%E7%9A%84%E6%A8%A1%E5%9D%97%E3%80%82

Σ-Δ调制器多了一个特性，那就是噪声整形。模数转换的量化噪声被调制整形，从低频移动到较高频率(通常如此)，低通数字滤波器可将其从转换结果中消除。Σ-Δ型ADC的噪底由热噪声决定，而不受量化噪声的限制。

流水线ADC - AD技术 - 电子发烧友网流水线ADC-流水线ADC低采样速率ADC仍然采用逐次逼近（SAR）、积分型结构以及最近推出的过采样ΣΔADC，而高采样速率（几百MSPS以上）大多用闪速ADC及其各种变型电路。然而https://www.elecfans.com/article/88/129/2009/2009020823771.html

EETOP博客摘录 pipelined ADC学习笔记(一） - 知乎来源eetop博客 作者：778084265本周结合文献进一步学习了pipeline ADC的实现原理及基本结构，主要参考了西电、成电和东南的几篇pipelined ADC的硕士论文以及S.H.Lewis的”A pipelined 5-Msample/s Analog-to-Digit…https://zhuanlan.zhihu.com/p/578711677

原理：使用大量并行比较器直接将模拟输入与一系列参考电压比较，输出对应的数字代码。

优点：极快的转换速度。

缺点：硬件复杂，成本高，功耗大。

应用场景：高速信号监测、通信系统中的瞬态信号捕获。

ADC也有很多类，你知道哪几种？ - 知乎

FLASH ADC是一种基于比较器和多个参考电压的模拟信号转换器。它使用一个线性电压阶梯和每个阶梯上的比较器来将输入电压与连续的参考电压进行比较，从而实现ADC转换。相比其他ADC转换方式，FLASH ADC具有转换速度快、精度高等优点。由于其电路结构复杂，电路设计难度大，因此在实际应用中需要考虑诸多因素的影响。

https://www.analog.com/media/cn/technical-documentation/application-notes/an-215_cn.pdf

选择合适的ADC类型时，需要综合考虑所需的速度、精度、成本、功耗以及特定应用场景的需求。

ADC = Get_Adc1();                //将1通道检测的数值传给ADC变量

Val = (ADC*3.3)/4095            //计算得到1通道检测的电压