2.6 A/D轉換器
A/D轉換器（模/數轉換器）是將模擬信號轉換為數字信號的器件。
信號可以分為模擬信號、脈沖信號、數字信號。在時間和幅值上連續變化的信號是模擬信號，在時間和幅值上不連續變化的信號是脈沖信號，數字信號是由二進制數字0、1組成的信號。圖2-26顯示了三種信號的對應關系。通過A/D轉換可將模擬信號轉換為數字信號（將模擬量轉換為數字量）。
圖2-26 模擬信號、脈沖信號與數字信號
A/D轉換過程包括取樣、保持、量化、編碼四個步驟，圖2-27顯示了A/D轉換器完成A/D轉換的基本過程。
圖2-27 A/D轉換的基本過程
由于模擬信號是隨時間連續變化的量，因此在進行A/D轉換時，需要對模擬信號周期性地連續取樣。在取樣后到下一次取樣前的時間內需保持取樣值不變，在A/D轉換器內將其量化、編碼成為數字信號。取樣后保持中的信號值仍是連續的模擬信號值，為了用數字量表示，須將其轉化成某個數量單位的整數倍，這個過程就是量化。量化的最后過程是編碼。由于在計算機中使用的是二進制數（以適應計算機基本器件的基本狀態：開、關），因此必須將使用的十進制數轉換為二進制數。編碼就是采用一定方式的二進制數表示量化后數字（十進制數）的過程。一種常用的編碼是用四位二進制數表示一位十進制數（稱為BCD碼），它的編碼與十進制數存在簡單對應關系。例如，一個十進制數為968，則其編碼為（1001 0110 1000）BCD。這樣，通過編碼就將十進制數轉換為計算機可識別、可運算的二進制數。實際上，在計算機中的字母和符號也都是采用特定規則的二進制數表示。
A/D轉換可分為不同方法、不同類型。類型不同，其結構組成、工作原理就不同。
A/D轉換器的主要性能指標包括：分辨率、量化誤差、輸入模擬電壓范圍、轉換速度、工作溫度系數等。
1）分辨率表示的是A/D轉換器能夠區分的最小輸入模擬電壓。因此它限定了A/D轉換器分解輸入模擬電壓的能力。它由A/D轉換器輸入的模擬電壓滿量程值和可轉換為二進制數的位數（比特，bit）決定。例如，A/D轉換器輸入的模擬電壓滿量程值為5V，當其輸出二進制數的位數為8位（8bit）時，其可分辨的最小輸入模擬電壓為
5×1000mV÷28=19.53mV如果其輸出二進制數的位數為12位（12bit）時，其可分辨的最小輸入模擬電壓為
5×1000mV÷212=1.22mV
2）量化誤差是A/D轉換器對連續的輸入模擬電壓用有限的數字進行離散賦值時出現的誤差（例如，用四舍五入處理帶來的離散賦值誤差）。它是A/D轉換過程固有的誤差。顯然，轉換的二進制數的位數越高，量化誤差會越小。
3）輸入模擬電壓范圍是A/D轉換器可以正常工作的范圍。
4）轉換速度用A/D轉換器完成一次A/D轉換時間表示。
5）溫度系數是A/D轉換器正常工作條件下，溫度每改變1℃導致的輸出相對變化。