ADC,全称为Analog-to-Digital Converter,即模数转换器。顾名思义,ADC主要是将模拟信号转换成数字信号,以便于数字处理器能够对其进行处理。在电路设计中,ADC被广泛应用,特别是在控制、计算机视觉、音频处理等方面。
ADC的工作原理:在ADC中,信号首先经过采样保持电路进行采样,然后经过一个量化器转换成数字信号。其中,采样保持电路用于将模拟信号离散化,即按照一定时间间隔进行采样;而量化器用于将离散化后的信号映射到一定范围内的数字值上。
根据ADC的输出方式,可以将其分类为并行型ADC和串行型ADC;根据ADC的量化方式,可以将其分类为逐次逼近型ADC、积分型ADC、闸流型ADC和逐步逼近型ADC等;根据ADC的应用场景,可以将其分类为实时型ADC和非实时型ADC。
在电路设计中,一般常用的是逐次逼近型ADC和积分型ADC。逐次逼近型ADC一般采用SAR(Successive Approximation Register)算法,其精度高,同时支持较高的采样率;而积分型ADC则采用积分电路对模拟信号进行积分,然后进行比较,其精度更高,但比较器对速度要求较高。
ADC广泛应用于各种领域。在控制领域,ADC对模拟信号进行采集,转换为数字信号,然后由控制器进行处理,以控制各种设备;在音频处理方面,ADC用于将模拟音频转换成数字音频信号,进行各种音频滤波、音频降噪、音频增强等处理;在计算机视觉方面,ADC用于将模拟图像数据转换成数字图像数据,便于计算机视觉算法进行分析处理。
市场上常见的ADC芯片有很多,常用的产品品牌包括ADI、TI、STM等。其中,AD系列的ADC芯片具有高精度、高速度等优点,非常适合精密仪器、医疗器械和音频处理等领域;而TI则既有高精度、高速度的产品,也有低功耗的产品,可以满足不同的应用场景需求。