這個世界既是模擬的，也常常被我們切割成一個個數(shù)字碎片。隨著通信數(shù)字化和計算能力的提高，信號被轉(zhuǎn)換成更易傳輸、在數(shù)學(xué)上更易計算的數(shù)字。信號轉(zhuǎn)換過程是個模擬到數(shù)字的過程，這促使了模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的問世。

數(shù)字信號與時鐘頻率同步。根據(jù)奈奎斯特標(biāo)準(zhǔn)，ADC的采樣速率應(yīng)至少是被數(shù)字化的模擬輸入信號最高頻率的兩倍。該頻率被稱為奈奎斯特采樣率。

圖1：ADC采樣率。

如圖2所示，ADC的量化粒度（granularity）隨采樣率和分辨率的增加而增多。 y軸是分辨率，實(shí)際上是ADC的位數(shù)。x軸是采樣率。

圖2：ADC精度取決于采樣率和分辨率。

位數(shù)是以2的冪來定義的。因此，一個8位ADC將有28或256位的分辨率。對于一個簡單的3位ADC轉(zhuǎn)換器示例，其分辨率顯示在圖3的階梯式類比中，其中y軸顯示了三位數(shù)的ADC編碼，x軸顯示了信號電壓范圍及增量。

圖3：ADC數(shù)字編碼與輸入電壓。

剛接觸數(shù)字信號的人，可以這么看：使用“1”和“0”的二進(jìn)制只不過是把值為“1”的位看成開關(guān)的開，把值為“0”的位看成開關(guān)的關(guān)。它與源于我們?nèi)祟愲p手手指個數(shù)的十進(jìn)制計數(shù)系統(tǒng)截然不同。電子電路不容易實(shí)現(xiàn)十位開關(guān)。因此，焦點(diǎn)集中在更快的開關(guān)晶體管并導(dǎo)致追求高頻的狂熱。

有幾個因素在數(shù)字化信號時起作用。它們在電壓檢測電平間產(chǎn)生諸如量化誤差之類的誤差，其它誤差包括信號的非線性。

誤差不限于ADC的模擬端。噪聲和時鐘抖動也影響數(shù)字信號。

不同類型的ADC有不同的（誤差）源。ADC的基本類型包括：

Flash ADC；

Sigma-delta ADC；

雙斜率ADC；

逐次逼近ADC。

在選用ADC時一般是基于速度和精度。ADC的位數(shù)越多，精度就越高，速度就越慢（因每一位都增加一個時鐘周期）。圖4對各類ADC的速度和精度進(jìn)行了比較。

圖4：不同ADC技術(shù)比較。

盡管ADC是數(shù)字器件，但每種ADC技術(shù)的前端都涉及大量模擬技術(shù)。另外，可用的通信總線類型有助于選擇過程，因?yàn)樵S多串行鏈路對帶寬或位數(shù)有限制。同任何產(chǎn)品一樣，所需的性能越高、速度越快，復(fù)雜性和成本就越高。這導(dǎo)致ADC市場的不斷擴(kuò)大、應(yīng)用的不斷擴(kuò)展，這與傳感器市場類似。與傳感器市場同樣類似的是，隨著技術(shù)的發(fā)展、功能的提高，ADC也在不斷進(jìn)步。

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