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ADC（模数转换器）是一种能够将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号的电子设备。模拟信号通常来源于传感器、麦克风、摄像头等外部世界的物理量，而数字信号则便于数字电路、微处理器及计算机处理与存储。

ADC的核心功能就是对模拟量进行“量化”和“编码”，把模拟电压的幅值转化为一定范围内的数字代码，帮助数字系统理解及处理现实世界信息。

ADC的转换过程主要包括以下几个步骤：

采样

将连续时间的模拟信号按照一定频率采样，得到离散时间的信号样本。采样频率必须满足奈奎斯特定理（NyquistTheorem），即至少是信号最高频率的两倍，以防止混叠失真。

保持

保持电路将每个采样点的模拟电压值锁定，防止在转换过程中信号变化影响精度。

量化

将连续的模拟幅值映射到有限数量的离散电平。量化过程会引入量化误差，即模拟信号和数字表示之间的误差。

编码

将量化后的电平转换成对应的二进制代码输出。

ADC的性能通常由以下几个指标衡量：

分辨率

表示ADC转换结果的精度，通常以比特数表示。分辨率越高，量化电平越多，数字信号越接近原模拟信号。

采样率

每秒钟采样的次数，决定ADC能处理的最大输入信号频率。

转换速度

指ADC完成一次转换所需的时间。

精度和线性度

包括静态和动态误差，如偏置误差、增益误差、非线性误差等。

ADC的常见类型

逐次逼近型（SAR）ADC

通过逐位比较逼近输入信号，适合中高速度和高分辨率应用。

管线式（Pipeline）ADC

利用多级转换结构，兼顾速度和精度，常用于高速数据采集。

闪速（Flash）ADC

拥有多个比较器，转换速度极快，但成本和功耗较高。

Δ-Σ（Delta-Sigma）ADC

通过过采样和数字滤波，提高分辨率，适合高精度低速应用。

ADC的应用领域

ADC广泛应用于各类需要模拟信号数字化的场合，包括但不限于：

通信系统中的信号处理；

工业自动化中的传感器数据采集；

医疗仪器（如心电图、血氧仪）；

音频录音及处理设备；

数字摄影及摄像系统。

ADC通过采样、量化和编码等过程，将连续的模拟信号转化为数字信息，使数字系统得以处理现实环境的大量信号。随着电子技术的进步，ADC性能不断提升，其应用范围也越来越广泛。

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