為了理解從模擬到數(shù)字的轉換，我們需要定義若干數(shù)字領域專用的術語。這些概念形成模數(shù)轉換的基礎并且依賴于數(shù)字化信號所采用的方法。有必要理解的是：對模擬信號的數(shù)字表示是一種近似。模擬信號在一定的范圍內可以取任何數(shù)字，而數(shù)字信號被限制為取離散的數(shù)值。

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因為轉換器的輸出是數(shù)字，其特征由它包含的比特數(shù)來確定。這就定義了可用的分辨率，但是，并沒有說明轉換的精度。分辨率通常根據最小有效比特(LSB)來考慮。對于任何轉換器來說，可由下式計算：

在此，Vfs 是滿量程電壓，而N 是比特數(shù)。

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例如，以 5V 的滿量程范圍工作的16 比特轉換器具有的LSB 為：

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在 LSB 的數(shù)值方面，通常采用不同精度的術語來表示。為了掌握精度與分辨率的互換，可參見圖1，其中，顯示了可能由這些選項得到了四種可能組合。

靶標 A 顯示了低分辨率和不良的精度。在各個射擊點之間存在大的距離，并且它們幾乎均不在靶的中心。靶標B 因所有的射擊點均在靶中央而具有良好的精度，但是，各個射擊點之間的距離顯示分辨率低。靶標C 和D 顯示因射擊點較為集中在一個區(qū)域而具有較高的分辨率。在靶標C 中的各個射擊點聚集在一起，但是，與靶標D 相比，它們不在靶的中央；因此，靶標D 具有最高的精度，因為所有的射擊點均在靶心。

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在數(shù)字化處理過程中，需要掌握的另一個術語是量化噪聲或者量化誤差。圖 2 顯示了一個三比特ADC 的理想傳輸函數(shù)。

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通過原點向右上的直線表示模擬輸入和模擬輸出系統(tǒng)的傳輸函數(shù)。自變量是連續(xù)變化的模擬輸入電壓。它可以取沿著 X 軸的任何數(shù)字。因變量是輸出代碼，它被限制為取沿著Y 軸上的離散數(shù)值之一。

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因為輸出必須取一個離散代碼，只要輸入產生的輸出不是嚴格地等于該代碼，在實際輸出數(shù)字與理想值之間就存在偏差。

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記住這一數(shù)字，你可以想象，如果代碼轉換數(shù)值不是理想的情況下，就會引入誤差。在文章以后的部分我們將再次探討這一概念，并開發(fā)一種數(shù)學模型來預測這一噪聲對ADC 整體性能的影響。

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在下一部分，我們將考察用于描繪給定模擬輸入的數(shù)字數(shù)值的各種技術。

獲取TI最新《模擬信號鏈指南》http://www.ti.com.cn/cn/lit/sg/slyb174a/slyb174a.pdf.