印健健

（江苏商贸职业学院，江苏南通，226000）

0 引言

A/D（模/数）转换器的功能就是将模拟量量化，用N位二进制数或BCD码表达出来。实际上，用数字表示模拟量的大小就是对模拟量进行了量化。例如电池电压为1.5V，温度为28℃等。由于模拟量是连续变化的，具有无穷多个状态，而数字量是有限的，不可能将模拟量的所有状态都表达出来，因此A/D转换器输出的数字量并不代表模拟量的一个点，而是一个区间。例如人们测量气温只保留整数部分，而小数部分四舍五入。当气温为28℃时并不是说气温就是28℃，而是在27.5～28.4℃范围内。这个范围的大小称为量化误差，使用整数表示温度，小数四舍五入时这个范围的大小为±0.5℃。如果测量人体体温时需要保留一位小数，如正常体温为37.0℃，量化误差就为±0.05℃。例如某A/D转换器将0～5V电压转换为3位二进制数，其转换关系如图1所示。

图1 5V量程三位A/D转换器的转换关系

1 A/D转换器的主要技术指标

1.1 量程

模拟量输入范围，分为单极性输入（如0～+5V）和双极性输入（如-5V～+5V），大部分A/D转换器输入电压范围可由用户提供的参考电压Uref设定。

1.2 位数

转换结果的位数，有二进制位数（如4位、8位、12位、16位）和十进制位数（如3 1/2位、4 1/2位）二种，十进制位数3 1/2表示有4位十进制数输出，分数1/2中的分母“2”表示最高位只有二个状态，分子“1”表示最高位的最大数值为“1”。3 1/2位最大输出数为“1999”，同理4 1/2位最大输出数为“19999”。

1.3 量化区间

将“量程”划分为若干个小区间，每个小区间对应一个输出数据，就实现了A/D转换，这个小区间称为“量化区间”，记为LSB。量化区间（LSB）=2×量程/（2N+1-1），式中N为A/D转换器的位数。……