0 序言

在讲模数转换(Analog Digital Converter，ADC)和数模转换(Digital Analog Convert，DAC)之前先说一下什么是模拟信号和数字信号。

模拟信号可以理解成是现实世界的物理量，但是这些物理量者是电信号。比如说无线电信号等，模拟信号的特点是时间连续、幅值连续。它的优点是直观，易于实现。但是它也存在一些缺点，例如容易受到各种噪声的干扰，如果要对模拟信号进行处理还需要设计各种电路，太麻烦。

数字信号是对模拟信号进行采样处理后的信号，特点是时间离散，幅值离散。数字信号的优点就是为了弥补模拟信号的缺点，例如数字信号抗干扰能力强，易存储，方便做各种运算。

由于现在的计算机几乎已经占领了各个领域，因此这些领域对信号的处理都要转换成计算机能看得懂的信号，然后再交给计算机来处理，这些计算机能看懂的信号就是数字信号。那么将模拟信号转换成数字信号需要一种器件，它叫做模数转换器(ADC)。以此类推，既然ADC是将模拟量转换成数字量，那么也还有一种器件能把数字量转换成模拟量，它叫数模转换器(DAC)。ADC和DAC的作用如图所示(ADC和DAC有时候也简写成A/D和D/A)

1 ADC的分类和性能指标

ADC的分类主要有积分型、逐次逼近型、并行比较型、sigma-delta型、电容阵列逐次比较型以及压频变换型。

主要性能指标：

1) 分辨率(Resolution)：分辨率主要表示的是精度信息，一般以位数来表示。举个例子：如果一根木棍分成10份和分成100份，明显能看出来分成100份的更为精细。同样的道理，ADC的分辨率越高，精度越高，可以看到的东西更精细。

2) 转换速率(Conversion Rate)：指完成一次从模拟信号转换成数字信号所需要的时间的倒数。这里还有一个采样率的概念，它是指两次转换的间隔。通常采样率(Sample Rate)应小于或等于转换速率。这个很好理解，就是必须得等到模拟信转换成数字信号再去取回来(采样)，否则采的数就没有意义了。

3) 量化误差(Quantizing Error)：它是由ADC的有限分辨率而引起的误差。

4) 偏移误差(Offset Error):输入信号为零时输出信号不为零的值，这个可以通过外接电位器来调整。

实际上的指标还有很多，这里只介绍这几种，让大家有个基本的概念，如果要深入研究ADC的指标，可以找一些ADC器件手册看一下，那里面写的详细。

2 DAC的分类和性能指标

DAC通常分为电压输出型、电流输出型、乘算型、一位DA转换器。

主要指标：

1) 分辨率(Resolution)是指最小模拟输出量与最大量之比。

2) 建立时间(Setting Time)是将一个数字量转换为稳定模拟量所需要的时间。

3 结束语

目前的嵌入式系统的开发都是围绕着单片机和FPGA这种核心处理器来开发，(单片机和FPGA是什么后续会专门写篇文章来介绍)，而这两者都是数字芯片，它们处理的信号都是数字量，而通常情况下的嵌入式系统都是为了解决某一个专用问题而设计的，比如说测温枪，它需要将人体温度这个物理信号转成换电压形式的数字信号交给核心控制器件来处理才可以，因此需要ADC来做这种物理信号到电形式的数字信号的转换，严谨一点说是需要一个传感器将温度的物理信号转换成电压形式的模拟信号，然后再需要ADC把模拟信号转换成数字信号，大家能知道ADC是做什么的就可以，具体的参数细节可以不用深入研究，等后面用来的时候我会细讲。同样DAC的作用也是相似的，当核心处理器需要驱动实际的物理设备的时候，需要将数字信号转换成模拟信号，因为实际的物理设备只能看懂模拟信号， DAC就负责完成数字量到模拟量的转换。

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