AD转换原理与方案设计（包含原理图、PCB和BOM表）

我们想要了解一个器件，最好先掌握其大致原理。A/D转换器（ADC）是通过一定的电路将模拟量转变为数字量。模拟量包含：

（1）电压、电流等电信号；

（2）压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号。但这些非电信号必须经各种传感器将其转换成电压信号。

目前，各个芯片厂商研发出了几种AD转换的方法，主要包括积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、Σ-Δ调制型、压频变换型。

积分型ADC是一种通过使用积分器将未知的输入电压转换成数字表示的一种模-数转换器。在它最基本的实现中，这个未知的输入电压是被施加在积分器的输入端，并且持续一个固定的时间段（所谓的上升阶段）。然后用一个已知的反向电压施加到积分器，这样持续到积分器输出归零（所谓的下降阶段）。这样，输入电压Vin的计算结果实际是参考电压Vref的一个函数，定时上升阶段时间和测得的下降阶段时间。

具体来说，积分ADC是Q=CV=it的最直接的诠释。将被测电压Vin通过积分电阻R等比变换为电流i，并对电容C充电，直至电容两端电压达到Vref，充电时间为Tc，则i=-C·Vref/Tc，或者Vin反比于Tc。

对于实际电路，积分ADC还具有一项问题，根据i=CVref/Tc，与i成比例的Vin不仅与Tc成反比，而且与C成正比。如果C变化，ADC的转换结果会成比例变化，从而造成单斜积分ADC对元件的强烈依赖性。

除聚四氟乙烯介质外，几乎没有电容介质的介电常数具有理想的温度系数，即使使用聚四氟乙烯材料，其温漂仍很明显。实际的单斜积分ADC可通过测量Vref将电容的变化去除，但需要更长的测量时间，从而限制测量速度。

实际上，电容的介质损耗才是更为棘手的因素，而且是所有积分型ADC无法回避的问题。对于电容而言，容量越小，电容参数越灵活，越易于控制介质损耗。但为获得足够的分辨率，尤其考虑积分时间t与Vin的反比关系，单斜积分A