第4章 抽样信号（3）
数据采集核心部件——ADC（模／数－转换器）
前面谈到过，传感器将物理信号转换成相对应的电信号，即便如此，计算机也不会直接识别（输入）模拟信号，可以完成这个变换任务的就是通过ADC的转换。
在基于计算机的测量领域，含有ADC的这部分通常称为：数据采集模块。为了适应不同的应用领域，数据采集模块中还会包括：DAC、数字I/O、计数器、信号调理等单元。
ADC的主要技术参数
当我们看到ADC的技术参考手册或数据采集模块的使用手册时，可以看到以下主要技术参数：
1、转换数率（采样速率）
这是ADC最主要的技术指标之一，也是我们根据测量项目选择数据采集模块最主要的技术指标之一。不同的数据采集模块ADC的采样速率可能是不同的，比如：2S／s、20KS/s、1MS/s、1GS/s等等（表示每秒钟可完成多少个采样点）。
从测量的角度看，采集模块的采样率越高，可测量分析的信号带宽就越宽。
NI的数据采集模块分为：同步和非同步（轮询），要注意这两种不同类型的数据采集模块的采样速率可能表示方法会不同，要注意查看模块的使用手册所提供的信 息。比如：NI 9215给出的采样速率是：100KS/s，因为它是4通道同步数据采集模块，所以每个通道都具备100KS/s的采样速率。而NI 6251是非同步数据采集模块，它给出的采样速率是：单通道1.25 MS/s采样率 ，多通道时降为1 MS/s。实际上在多通道时，如n个通道同时使用采样率则降为(1MS/s)/n。注意：M系列的数据采集模块都是如此。
2、转换位数或分辨率
这也是ADC最主要的技术指标之一，数据采集模块的ADC转换位数通常是指：2的n次幂中n的数值。而2的n次方的倒数值，就是该ADC的分辨率。
比如，2的8次方就表示是8bits的ADC，而2的8次方的倒数值(1/256)，就是该ADC的分辨率。
同理，2的12次方就表示是12bits的ADC，2的16次方就表示是16bits的ADC。
常用的ADC位数一般为：8bits（位）、12bits、14bits、16bits、18bits、24bits等等。
由此可见，ADC的位数越高其分辨率也就越高。分辨率是一个定值或称为刻度值（与ADC位数有关）。
还有一个不能忽视的因素，就是当ADC工作在双极性（正、负）状态时，有效数据位会减少一位，该位被用来做极性位。也就是说，在这种情况下，16bits的ADC实际上的数据位数为15位。
实际上，ADC的真正分辨能力（也称为阀值）是指施加一个微小信号后，ADC最末位变化一个数时所对应的信号数值（与本底噪声的大小有关）。
对于DMM（数字万用表）人们习惯用实际位数（10进制）来表示位数。例如：8位半（199999999）、5位半、4位半等等。
3、输入范围（量程）和码宽
标称范围为两极限之差的模，也称为量程。
如：对于－10～＋10V的标称范围，其量程为20V。对于0～100V的输入范围，其量程为100V。
而（量程／分辨率）＝码宽
相对于DMM（数字万用表）对于－10～＋10V的标称范围，人们习惯称其量程为10V。
其实描述ADC的参数还很多如：温度系数、噪声、稳定时间、微分非线性（DNL）、积分非线性(INL)等等。恰巧看到NI的一篇有关这方面的技术指南（国语），所以就不多写了感兴趣者可下载阅读。
| tut_6340.pdf |
