什么是AD转换板？

自然界中的一切现象都是以模拟信号的形式获得的，因此在进行数值计算、数字信号处理、控制等时，需要使用AD转换板将其转换为数字信号。根据嵌入式应用，AD 转换板已推出具有各种接口的产品。

带有用于内置PC的PCI-Express、用于作为子卡连接到其他板的FMC以及USB等接口的产品已经发布。

AD转换板的使用

AD转换板主要用于将各种传感器获得的模拟信号转换成数字信号，供单片机等处理。

1. 测量/监控

AD转换板用于将温度、压力、光、声音等物理量转换为数字信号。这使得从传感器获取信号以进行测量和监控成为可能。例如工厂的产品质量控制和环境监测。

2. 数据收集与处理

AD转换板用于将模拟信号转换为数字信号来采集和处理数据。示例包括医疗设备中心电图信号的采集和音频处理。

3. 信号处理

AD转换板用于进行数字信号处理。示例包括音频过滤和波形分析。

AD转换板原理

A/D 转换通过采样、量化和编码等步骤将模拟信号转换为数字信号。

1. 取样

以离散周期截取连续模拟信号的幅度值。此时的周期称为“采样周期”，主要用符号Ts表示。计算公式如下。

采样周期：Ts=1/Fs（Fs：采样频率）

2. 量化 

通过采样在离散周期（采样周期）提取的幅度值近似为离散幅度值，以便可以将其转换为数字信号。此时，由量化产生的误差称为“量化误差”，并由以下公式表示。

量化误差=（采样值）-（量化值）

通过将输入电压与参考电压进行比较来执行量化。根据比较方法的不同，有一些方法可以实现高精度转换和高速采样。

3. 编码

将通过量化近似的离散幅度值转换为以0和1的二进制值表示的代码。

AD转换板类型

AD转换板的类型按AD转换方式分类。主要有以下三种方法：

1.逐次逼近

逐次逼近型AD转换方法通过比较电压将模拟信号转换为数字信号。将模拟信号与待比较电压进行比较，逐位确定。

最大分辨率为18位，最大采样率约为10MHz。需要外部抗混叠滤波器。

2. 德尔塔西格玛

delta-sigma AD转换方法采用delta-sigma调制技术将模拟信号转换为数字信号。最大分辨率约为32位，这是提供最高分辨率的方法，但最大采样率约为1MHz，速度较慢。

3. 管道

流水线AD转换是一种通过将模拟信号以流水线结构分为多级并并行处理来实现高速转换的方法。每一级将模拟信号转换为数字信号并将其传递到下一级。

最大采样率为 1GHz，最大分辨率约为 16 位。电路变得更加复杂，从而增加了成本。

如何选择AD转换板

1. 决议

选择所需分辨率的AD转换板。例如，用它进行反馈控制时，根据精度要求做出决策。

2、采样周期

采样周期由目标信号的频率范围决定。理论上，需要两倍频率范围的采样周期，但实际上据说需要十倍以上。

3. 输入通道数

AD转换板的类型多种多样，从1路到数百路不等。根据您要测量的信号数量，您需要选择所需的输入通道数量。

4. 输入/输出接口

AD转换板通常具有USB、FMC、PCI Express等接口。您必须根据您使用的接口选择合适的接口。

5、软件

AD转换板可能附带测量软件。该软件提供数据采集、处理、显示、存储等功能。您需要根据您的用途检查该软件是否具有您需要的功能。

6. 成本

根据所需的精度、采样率、输入通道数等，您应该在合适的价格范围内选择一款。