在电子系统中，模拟信号与数字信号的转换至关重要，而 ADC（模拟 - 数字转换器）芯片则是实现这一转换的部件。了解 ADC 芯片的参数定义以及如何进行合理选型，对于设计出高性能的电子系统具有关键意义。
　　参数定义
　　分辨率（Resolution）
　　分辨率是指数字量变化一个量时模拟信号的变化量，其定义为满刻度与  的比值。分辨率也被称为精度，通常以数字信号的位数来表示。例如，一个 8 位的 ADC 芯片，其分辨率就是将满量程电压范围等分为  个等级。位数越高，分辨率越高，能够更地反映模拟信号的变化。
　　转换速率（Conversion Rate）
　　转换速率指完成从模拟转换到数字的 AD 转换所需时间的倒数。不同类型的 AD 转换器转换速率差异较大。积分型 AD 的转换时间是毫秒级，属于低速 AD；逐次比较型 AD 是微秒级，属于中速 AD；全并行 / 串并行型 AD 可达到纳秒级，属于高速 AD。转换速率决定了 ADC 能够处理的信号变化速度。
　　采样时间（Conversion Time）
　　采样时间是指两次转换的间隔。为保证转换的正确完成，采样速率（Sample Rate）必须小于或等于转换速率。常用单位是 ksps 和 Msps，表示每秒采样千 / 百万次（kilo / Million Samples per Second）。在实际应用中，采样速率需要根据输入信号的频率特性来合理选择，以避免信号失真。
　　量化误差（Quantizing Error）
　　由于 AD 的有限分辨率而引起的误差，即有限分辨率 AD 的阶梯状转移特性曲线与无限分辨率 AD（理想 AD）的转移特性曲线（直线）之间的偏差。通常是 1 个或半个数字量的模拟变化量，表示为 1LSB、1/2LSB。量化误差是 ADC 固有的误差，分辨率越高，量化误差越小。
　　偏移误差（Offset Error）
　　输入信号为零时输出信号不为零的值，可外接调至。偏移误差会导致 ADC 的输出产生偏差，影响测量的准确性，需要进行校准来消除或减小。
　　满刻度误差（Full Scale Error）
　　满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差。满刻度误差反映了 ADC 在满量程时的测量偏差，同样会影响测量的精度。
　　微分非线性（Differential nonlinearity，DNL）
　　ADC 相邻两刻度之间的差异。DNL 体现了 ADC 在各个刻度之间的均匀性，如果 DNL 过大，会导致 ADC 输出的数字量在某些区间内出现跳跃或不连续的情况。
　　积分非线性（Integral nonlinearity，INL）
　　表示了 ADC 器件在所有的数值点上对应的模拟值和真实值之间误差的那一点的误差值，也就是输出数值偏离线性的距离。INL 反映了 ADC 整体的线性度，是衡量 ADC 性能的重要指标之一。
　　总谐波失真（Total Harmonic Distotortion 缩写 THD）
　　指输出信号比输入信号多出的谐波成分。谐波失真是系统不完全线性造成的。所有附加谐波电平之和称为总谐波失真。总谐波失真与频率有关，一般说来，1000Hz 频率处的总谐波失真。ADC 输出中的谐波失真是由 ADC 特性中存在的任何非线性引起的。每个实用的 ADC 都具有非线性特性，结果，每个实际 ADC 的输出中都存在谐波。DNL 和 INL 是 ADC 特性非线性的量度，而 THD 是 ADC 输出中产生的谐波失真的量度。
　　信噪比（SNR）
　　信噪比用于描述 ADC 输出数据中，信号与噪声的幅值之比。常常有如下的定义方式：是指一个电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例。信噪比的计量单位是 dB，其计算方法是 ，其中  和  分别代表信号和噪声的有效功率，也可以换算成电压幅值的比率关系：， 和  分别代表信号和噪声电压的 “有效值”。ADC 的 SNR 受许多因素影响，包括分辨率（Resolution），线性度（Linearity）和精度（Accuracy）（量化级别与真实模拟信号的匹配程度），混叠（Aliasing）和抖动（Jitter）。ADC 的 SNR 通常通过有效位数（ENOB）来表示，理想的 ADC 的 ENOB 等于其分辨率。量化误差的存在限制了理想 ADC 的 SNR。一般认为，若 ADC 的 SNR 超过输入信号的 SNR，则可认为输出的数字信号是对模拟输入信号的无失真数字表示。
　　电源抑制 PSR
　　如果  V 的电源电压变化产生  V 的输出电压变化，则该电源的 PSRR（折合到输出端）为 。无量纲比通常称为电源电压抑制比（PSRR），以 dB 表示时则称为电源电压抑制（PSR）。把电源的输入与输出看作独立的信号源，输入与输出的纹波比值即是 PSRR，通常用对数形式表示，单位是 dB。PSRR = 。电源抑制比可分为交流电源抑制比和直流电源抑制比。
　　交流电源抑制比（ACPSR）：先在供电电源端（比如标称电压为 5V），读取一个测量值 ，与之对应，在输出端测得电压值为 ；然后在电源电压上叠加一个频率为 100HZ，有效值为 200mV 的信号，并读取第二个测量值 ，与之对应在输出端测得电压值 ，按测量误差公式：输出端百分误差 = ，电源端百分误差 = ，电源抑制比 = 输出端电压变化的百分数 / 电源电压变化的百分数。注意：电源电压变化不是输入信号电压变化，PSRR 表征的是电源电压不稳定对输出的影响。
　　直流电源抑制比（DCPSR）：先在标称电源电压（5V）的情况下，读一个输出测量值，然后使电源电压变化 5%，在相同的输入信号电平下读取第二个输出测量值，按测量误差公式（同上题公式）计算得到的百分误差即为直流电源抑制比。
　　共模抑制比（CMRR）
　　共模抑制比 CMRR 是差模电压放大倍数  与共模放大倍数  的之比。CMRR=│Aud/Auc│ 或者CMR=20lg│Aud/Auc│(dB)　　（dB）。共模抑制比反映了 ADC 对共模信号的抑制能力，在存在共模干扰的环境中，高 CMRR 的 ADC 能够更准确地测量差模信号。
　　有效分辨率
　　虽然 12 位 ADC 的分辨率在数据手册上声明的可以达到 12 位，但受限于噪声，其有效位数可能只有 11 位。有效分辨率更能反映 ADC 在实际应用中的性能，在选型时需要重点关注。
　　ADC 输入阻抗
　　ADC 的阻抗匹配问题在特定架构的 ADC 中显得尤为重要，其会影响数据转换的精度。当往特定接口串入 ADC 时候，其相当于并联一个阻抗为 ADC 输入阻抗的元件，故会对电路的分压产生一定的影响。当信号源内阻与 ADC 输入阻抗相近时，会对 ADC 精度产生较大的影响。常见的解决方案是保证源端相比于 ADC 输入阻抗低阻，或者采用输入缓冲器（一般 Σ - Δ 型 ADC 内会内置）来提高输入阻抗。
　　ADC 类型
　　A/D 转换器发展了 30 多年，经历了多次的技术革新，从并行、逐次逼近型、积分型 ADC，到近年来新发展起来的∑ - Δ 型（Sigma - Delta）和流水线型 ADC，它们各有其优缺点，能满足不同的应用场合的使用。
　　逐次逼近型、积分型、压频变换型等，主要应用于中速或较低速、中等精度的数据采集和智能仪器中。逐次逼近型 ADC 通过逐位比较来确定数字输出，具有较高的分辨率和适中的转换速度；积分型 ADC 则通过对输入信号进行积分来实现转换，抗干扰能力较强，但转换速度较慢。
　　分级型和流水线型 ADC 主要应用于高速情况下的瞬态信号处理、快速波形存储与记录、高速数据采集、视频信号量化及高速数字通讯技术等领域。流水线型 ADC 采用多级流水线结构，能够实现高速转换，适用于对速度要求较高的场合。
　　此外，采用脉动型和折叠型等结构的高速 ADC，可应用于广播卫星中的基带解调等方面。
　　ADC 的选择
　　选择合适的 ADC 芯片需要综合考虑多个因素，主要的依据还是速度和精度。
　　精度与分辨率：精度与所测量的信号范围有关，但估算时要考虑到其他因素，转换器位数应该比总精度要求的分辨率高一位。常见的 AD/DA 器件有 8 位，10 位，12 位，14 位，16 位等。位数越高，分辨率越高，但成本也会相应增加，需要根据实际需求进行选择。
　　速度：速度根据输入信号的频率来确定，保证 ADC 的转换速率高于系统要求的采样频率。如果转换速率过低，可能会导致信号失真，无法准确采集到输入信号的信息。
　　通道数：有的单芯片内部含有多个 AD/DA 模块，可同时实现多路信号的转换；常见的多路 AD 器件只有一个公共的 AD 模块，由一个多路转换实现分时转换。根据实际应用中需要采集的信号路数来选择合适的通道数。
　　数字接口方式：接口有并行 / 串行之分，串行又有 SPI、I2C、SM 等多种不同标准。数值编码通常是二进制，也有 BCD（二 - 十进制）、双极性的补码、偏移码等。不同的接口方式适用于不同的系统架构和通信要求，需要根据具体情况进行选择。
　　模拟信号类型：通常 AD 器件的模拟输入信号都是电压信号，而 DA 器件输出的模拟信号有电压和电流两种。同时根据信号是否过零，还分成单极性（Unipolar）和双极性（Bipolar）。在选型时需要根据输入信号的类型和特性来选择合适的 ADC 芯片。
　　电源电压：有单电源，双电源和不同电压范围之分，早期的 AD/DA 器件要有 + 15V/- 15V，如果选用单 + 5V 电源的芯片则可以使用系统电源。电源电压的选择需要考虑系统的供电情况和 ADC 芯片的兼容性。
　　基准电压：有内、外基准和单、双基准之分。外部基准电压通常具有更高的精度和稳定性，对于对精度要求较高的应用，推荐使用外部高精准参考电压。
　　功耗：一般 CMOS 工艺的芯片功耗较低，对于电池供电的手持系统对功耗要求比较高的场合一定要注意功耗指标。低功耗的 ADC 芯片可以延长电池的使用寿命，提高系统的续航能力。
　　封装形式：常见的封装是 DIP，现在表贴型 SO 封装的应用越来越多。封装形式的选择需要考虑电路板的布局和安装要求。
　　跟踪 / 保持（Track/Hold 缩写 T/H）：原则上直流和变化非常缓慢的信号可不用采样保持，其他情况都应加采样保持。采样保持电路可以在 ADC 进行转换时保持输入信号的稳定，提高转换的准确性。
　　满幅度输出（Rail - to Rail）：新近业界出现的新概念，应用于领域，指输出电压的幅度可达输入电压范围。在 DA 中一般是指输出信号范围可达到电源电压范围。（国内的翻译并不统一，如 “轨 - 轨”、“满摆幅”）主要针对高精度测量类的 AD。
　　其他注意事项：参考电压需要足够；如果 PGA 可调，增益系数一般是越小噪声越低；一般用到满量程，此时 AD 精度不浪费；如果有偏置，需要进行自校。