第 8 章　数模和模数转换器 概　述 D/A 转换器 A/D 转换器 本章小结

8.1 概　述 主要要求： 掌握数模和模数转换器的概念和作用。

一、数模和模数转换的概念和作用 数模转换即将数字量转换为模拟电量(电压或电流)，使输出的模拟电量与输入的数字量成正比。 　　数模转换即将数字量转换为模拟电量(电压或电流)，使输出的模拟电量与输入的数字量成正比。 实现数模转换的电路称数模转换器 Digital - Analog Converter，简称 D/A 转换器或 DAC。 　　模数转换即将模拟电量转换为数字量，使输出的数字量与输入的模拟电量成正比。 实现模数转换的电路称模数转换器 Analog - Digital Converter，简称 A/D 转换器或 ADC。

为何要进行数模和模数转换？ 模拟量 数字量 传感器 被控对象 自然界物理量

二、数模和模数转换器应用举例 二、数模和模数转换器应用举例 四 路 模 拟 开 关 数 字 处 理 系 统 模拟控制器 压力传感器 … DAC 模拟控制器 温度传感器 … DAC ADC 模拟控制器 流量传感器 … DAC 液位传感器 … DAC 模拟控制器 数字 信号 物理量 模拟信号 生 产 控 制 对 象

8.2 D/A 转换器 主要要求： 掌握数模转换的基本工作原理。 理解权电阻和 倒 T 形电阻网络 D/A 转换器 电路及其工作原理。

LSB — Least Significant Bit DAC D0 D1 Dn-2 Dn-1 … uO n 位二进制数输入 模拟电压输出 一、数模转换的基本原理 一、数模转换的基本原理 输入数字量 D = (Dn-1 Dn-2  D1 D0 ) 2 = Dn-1 2n-1 + Dn-2 2n-2 +  + D1 21 + D0 20 输出模拟电压 uO = D△ = (Dn-1 2n-1 + Dn-2 2n-2 +  + D1 21 + D0 20 )△ 　　△ 是 DAC 能输出的最小电压值，称为 DAC 的单位量化电压，它等于 D 最低位(LSB)为 1、其余各位均为 0 时的模拟输出电压(用 ULSB 表示)。 uO ∝ D，uO 大小反映了数字量 D 的大小。 LSB — Least Significant Bit

二、常用 DAC 的类型 常用的有权电阻网络 DAC、 R - 2R 倒 T 形电阻网 高，性能最佳。

三、 权电阻网络 D / A 转换器 （一） 电路组成 iF S0 + - ∞ uO S1 S2 S3 D3 D2 D1 D0 iΣ RF iF S0 + - △ ∞ uO S1 S2 S3 D3 D2 D1 D0 iΣ RF VREF 22R 21R I0 20R I1 23R I2 I3 1 A (LSB) (MSB) 求和运算 放大器 权电阻网络：只有两种阻值！ 模拟开关 　　模拟开关 Si 受各位输入数字量控制，当 Di =1 时，开关 Si 接到 1 端，电阻 Ri 与基准电压VREF相连；当 Di =0 时，开关 Si 则接到 0 端，电阻 Ri 接地。

（二） 工作原理 当电子开关 S0 ~ S3 都接 1 端时，流入求和运算放大器输入端的总电流 iΣ为 iΣ= I3+ I2+ I1+ I0 VREF 20R D3+ 21R D2+ 22R D1+ 23R D0 ( 23D3+ 22D2+ 21D1+ 20D0 ) 由于 iΣ= - i F ，故运算放大器的输出电压 uO为 uO= iF RF= -iΣRF = -RF VREF 23R ( 23D3+ 22D2+ 21D1+ 20D0 ) 对于 n 位权电阻 D / A 转换器，则有 uO= -iΣRF = -RF VREF 2n-1R ( 2n-1 Dn-1+ 2n-2Dn-2+…+ 21D1+ 20D0 )

（三）权电阻网络 D / A 转换器的优缺点 优点：电路简单，使用电阻较少。 缺点：（1）要求相邻电阻之间严格保持电阻值相差一半。 （2）最大与最小阻值之间相差很大，且随着二进制数 位数增多，这种差别尤其严重。 由于难以保证电阻精度的要求，所以影响电路的转 换精度。

四、R - 2R 倒 T 形电阻网络 DAC (一) 电路组成与转换原理 S0 + - ∞ uO S1 S2 S3 D3 D2 D1 D0 △ ∞ uO S1 S2 S3 D3 D2 D1 D0 iΣ RF I I3 I2 I1 I0 VREF 2R 1 R (一) 电路组成与转换原理 　　由倒 T 型电阻网络、模拟开关和一个电流电压转换电路(简称 I/U 转换电路)组成。 　　模拟开关 Si 打向“1”侧时，相应 2R 支路接虚地；打向“0”侧时，相应 2R 支路接地。故无论开关打向哪一侧，倒 T 型电阻网络均可等效为下图：

I I3 I2 I1 I0 VREF 2R R A B C 从 A、B、C 节点向左看去，各节点对地的等效电阻均为 2R。 因此，I = VREF R I3 = I 2 = 23 ( )， 24 I2 = I3 = 22 ( )， = 4 I1 = I2 = 21 ( )， 8 I0 = I1 = 20 ( ) 16 即 　 I3 = 23 I0， I2 = 22 I0， I1 = 21 I0， I0 = 20 I0 可见，支路电流值 Ii 正好代表了二进制数位 Di 的权值 2i 。

n 位 DAC 将参考电压 VREF 分成 2n 份，uO 是每份的 D 倍。调节 VREF 可调节 DAC 的输出电压。 　　模拟开关 Si 受相应数字位 Di 控制。当 Di = 1 时，开关合向“1”侧，相应支路电流 Ii 输出；Di = 0 时，开关合向“0”侧， Ii 流入地而不能输出。 S0 + - △ ∞ uO S1 S2 S3 D3 D2 D1 D0 iΣ RF I I3 I2 I1 I0 VREF 2R 1 R iΣ = D3 I3 + D2 I2 + D1 I1 + D0 I0 = ( D3 23 + D2 22 + D1 21 + D0 20 ) I0 = D I0 u0 = - iΣ RF = - D I0 RF = - D · uO= - D · 对 n 位 DAC， uO= - D · 若取 RF = R， 则 uO= - D · n 位 DAC 将参考电压 VREF 分成 2n 份，uO 是每份的 D 倍。调节 VREF 可调节 DAC 的输出电压。 倒T形电阻网络中各支路电流恒定不变，故在开 关状态变化时不需电流建立时间，因而转换速度高。

五、 权电流型 D/A转换器 在权电阻和倒T形电阻网络中，各支路权电流的值 会受电子开关导通电阻影响，因而会有误差。若将各支 路电流采用恒流源代替，则可提高转换精度。

（一） 电路组成 S0 + - ∞ uO S1 S2 S3 D3 D2 D1 D0 iΣ RF -VREF I / 2 1 I / 4 △ ∞ uO S1 S2 S3 D3 D2 D1 D0 iΣ RF -VREF I / 2 1 I / 4 I / 16 I / 8 (LSB) (MSB) I/U转换 模拟开关 权电流恒流源 　　i 位电子模拟开关 Si 由相应输入数据 Di 控制。当Di=1时，Si接1，恒流源接运算放大器的反向端，并提供恒流 Ii ；当Di = 0时， Si 接0，恒流源接地。

二、 工作原理 当电子开关 Si 都接 1 端时，最高位代码对应支路的恒流源电流为 I / 2，相邻位支路的恒流源电流依次减半。故运算放大器的输出电压 uO 为 uO = iΣRF = RFI 24 ( 23D3+ 22D2+ 21D1+ 20D0 ) = RF ( I 2 D3+ 8 D1+ 16 D0 ) 4 D2+ 对于 n 位权电流型 D / A 转换器，则有 uO = RF I 2n ( 2n-1 Dn-1+ 2n-2Dn-2+…+ 21D1+ 20D0 )

六、DAC 的主要参数 1. 分辨率 指 D/A 转换器输出模拟电压的最小变化量与满度输出电压之比。 1. 分辨率 DAC 的输出电压最小变化量，也即 DAC 的最小输出电压值 表示满度输出电压值，FSR 即 Full Scale Range 　　指 D/A 转换器输出模拟电压的最小变化量与满度输出电压之比。 UFSR = uO|D = 11  1 = ( 2n – 1 ) ULSB n 位均为 1 例如，一个 10 位的 DAC，分辨率为 0.000 978。 DAC 的位数越多，分辨率值就越小， 能分辨的最小输出电压值也越小。

　　指 DAC 实际输出模拟电压与理想输出模拟电压间的最大误差。 2. 转换精度 　　它是一个综合指标，不仅与 DAC 中元件参数的精度有关，而且与环境温度、求和运算放大器的温度漂移以及转换器的位数有关。 　　要获得较高精度的 D/A 转换结果，除了正确选用 DAC 的位数外，还要选用低漂移高精度的求和运算放大器。 通常要求 DAC的误差小于 ULSB / 2。 3. 转换时间 　　指 DAC 在输入数字信号开始转换，到输出的模拟信号达到稳定值所需的时间。 　　转换时间越小，转换速度就越高。

四、集成 DAC 应用举例 七、集成 DAC应用举例 1. 集成 DAC 简介

两个输出端，一般将 OUT2 接地，OUT1 接运放反向端。 片选控制端 2. 8 位 CMOS 集成 D/A 转换器 AD7524 简介 　数　据　锁　存　器　 20 k 20 kΩ … 10 k VDD VREF 15 12 13 CS WR 4 5 6 11 D7 (MSB) D6 D5 D0 (LSB) S0 S1 S2 S7 OUT1 1 2 3 16 iΣ RFB OUT2 GND 电源电压范围 + 5 V ~ + 15 V 内部反馈电阻 RF 的引出端 基准电压输入端 VREF 可正可负 　　两个输出端，一般将 OUT2 接地，OUT1 接运放反向端。 片选控制端 接地端 8 位数据输入端，其电平与 TTL 电平兼容。MSB 表示最高位，LSB 表示最低位。 写信号控制端

CMOS电子模拟开关 两级反相器 电平偏移电路 开关管 当 i 位数据 Di =1时，V1 截止，V3 导通，输出低电平0，经V4、V5 组成的反相器后输出高电平1，使 V9 导通；同时，V6、V7组成的反相器输出低电平0，使 V8 截止。这时，2R 支路电阻经 V9 接位置1 。当 Di =0时，则 V8 导通，V9 截止，2R 支路电阻接位置0。从而实现了单刀双掷开关的功能。

[例] 右图为 CDA7524 的单极性 输出应用电路。图 中电位器 R1 用于调 整运放增益，电容 C 用以消除运放的 [例]　右图为 CDA7524 的单极性 输出应用电路。图 中电位器 R1 用于调 整运放增益，电容 C 用以消除运放的 自激。已知 ULSB = VREF / 256，试求满 度输出电压及满度 输出时所需的输入 信号。 CDA7524 4 5 7 8 9 10 6 11 12 13 D7 D6 D4 D3 D2 D1 D5 D0 CS 3 14 VDD 15 16 1 2 VREF = 10V + - △ ∞ OUT1 OUT2 uO C 2 k R2 R1 1 k 15 pF WR 解： 当 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 = 11111111 时，输出为满度值。 uO = - UFSR  - 9.961 V。

构成阶梯信号发生器

8.3 A/D 转换器 主要要求： 掌握模数转换的基本工作原理。 理解常用 A/D 转换器及其工作原理。 了解 A/D 转换器的主要参数。

n 位二进制数输出 D = Dn-1 Dn-2  D1 D0 一、A /D 转换的基本原理和一般步骤 基本原理 ADC D0 D1 Dn-2 Dn-1 … uI 模拟输入信号 n 位二进制数输出 D = Dn-1 Dn-2  D1 D0 　　△ 称为 ADC 的单位量化电压或量化单位，它是 ADC 的最小分辨电压。 “[ ]”表示取整。 可见，输出数字量 D 正比于输入模拟量 uI 。

A /D 转换的一般步骤 uI(t) Dn-1 D1 D0 … uI(t) S 输出数字量 输入模拟量 量化编码 电路 C 采样保持电路 采样：把时间连续变化的信号变换为时间离散的信号。 保持：保持采样信号，使有充分时间转换为数字信号。 量化：把采样保持电路的输出信号用单位量化电压的 整数倍表示。 编码：把量化的结果用二进制代码表示。

（一）取样 - 保持电路 当取样脉冲 uS 为高电平时，NMOS管导通，输入电压uI 经其对 C 迅速充电，使电容 C 上的电压 uC 跟随输入电压 uI 变化，在 tW 期间 uC = uI。 当取样脉冲 uS 为低电平时，NMOS管截止，电容 C 上的电压 uC 在 TS - tW 期间保持不变，直到下一个取样脉冲到来。输出电压 uO 始终跟随电容 C 上的电压 uC 变化。 为了能较好地恢复原来的模拟信号，根据取样定理，要求取样脉冲 uS 的频率 fs 必须大于等于输入模拟信号 uI 频谱中最高频率 fI(max) 的 2 倍，即 fs ≥ 2 fI(max)

（二）量化与编码 要将取样-保持电路输出的样值电压变换成与其成正比的数字量，还必须对样值电压进行量化，通常用数字信号最低位（LSB）1 对应的模拟电压作为量化单位，用Δ表示。将样值电压变为量化单位整数倍的过程称为量化。将这个整数倍数值用二进制码表示的过程，称为二进制编码。 在量化时，样值电压一般不能被Δ 整除，非整数部分的余数被舍去，这必然会产生误差，称为量化误差。 　　 A / D 转换器的位数越多，量化单位越小，则量化误差也越小。

划分量化电平的两种方法（以三位二进制码为例） 1 = 1/8V 4 = 4/8V (6/8)V (7/8)V 000 001 010 011 100 101 110 111 模拟 电平 二进制 代码 代表的 模拟电平 0 = 0V 2 = 2/8V 3 = 3/8V 5 = 5/8V 6 = 6/8V 7 = 7/8V (5/8)V (4/8)V (3/8)V (2/8)V (1/8)V (8/8)V 模拟 电平 二进制 代码 代表的 模拟电平 0 = 0V 1 = 2/15V 2 = 4/15V 3 = 6/15V 4 = 8/15V 5 = 10/15V 6 = 12/15V 7 =14/15V (13/15)V 000 001 010 011 100 101 110 111 (11/15)V (15/15)V (9/15)V (3/15)V (7/15)V (1/15)V (5/15)V 最大量化误差 = /2 = (1/15)V 最大量化误差 =  = (1/8)V

二、 并联比较型 A / D 转换器 VREF VREF uI D2 (MSB) CP D1 D0 (LSB) 比较器 寄存器 编码器 编 uI VREF 电阻构成分压器 当 0 V ≤ uI ＜ ( 1/15 ) VREF 时， D2D1D0 = 000。

二、 并联比较型 A / D 转换器 VREF VREF uI D2 (MSB) CP D1 D0 (LSB) 比较器 寄存器 编码器 编 1 uI VREF 当 ( 1/15 ) VREF≤ uI ＜ ( 3/15 ) VREF 时， D2D1D0 = 001。

二、 并联比较型 A / D 转换器 VREF VREF uI D2 (MSB) CP D1 D0 (LSB) 比较器 寄存器 编码器 编 1 uI VREF 当 ( 3/15 ) VREF≤ uI ＜ ( 5/15 ) VREF 时， D2D1D0 = 010。

二、 并联比较型 A / D 转换器 VREF VREF uI D2 (MSB) CP D1 D0 (LSB) 比较器 寄存器 编码器 编 1 uI VREF 当 ( 5/15 ) VREF≤ uI ＜ ( 7/15 ) VREF 时， D2D1D0 = 011。

二、 并联比较型 A / D 转换器 VREF VREF uI D2 (MSB) CP D1 D0 (LSB) 比较器 寄存器 编码器 编 1 uI VREF 当 ( 7/15 ) VREF≤ uI ＜ ( 9/15 ) VREF 时， D2D1D0 = 100。

二、 并联比较型 A / D 转换器 VREF VREF uI D2 (MSB) CP D1 D0 (LSB) 比较器 寄存器 编码器 编 1 uI VREF 当 ( 9/15 ) VREF≤ uI ＜ ( 11/15 ) VREF 时， D2D1D0 = 101。

二、 并联比较型 A / D 转换器 VREF VREF uI D2 (MSB) CP D1 D0 (LSB) 比较器 寄存器 编码器 编 1 uI VREF 当 ( 11/15 ) VREF≤ uI ＜ ( 13/15 ) VREF 时， D2D1D0 = 110。

二、 并联比较型 A / D 转换器 VREF VREF uI D2 (MSB) CP D1 D0 (LSB) 比较器 寄存器 编码器 编 需比较器和触发器数量多，故贵，用的少。 但速度极快，故用于高速转换。 当 ( 13/15 ) VREF≤ uI ＜ 1 VREF 时， D2D1D0 = 111。

三、 逐次逼近型 A / D 转换器 其转换思路与天平称重过程相似： 先放一个最重的砝码与被称物体重量进行比较，如物 　　其转换思路与天平称重过程相似： 先放一个最重的砝码与被称物体重量进行比较，如物 体重，则保留砝码，否则去掉。再加上一个次重砝码，再 比较。按此办法，直加到最轻的一个砝码为止。将所有留 下的砝码重量相加，就是最逼近的被称物体重量。

逐次逼近型 A / D 转换器组成与工作原理 us为转换控制端。 转换开始前，应置us=0，使电路复位，逐次逼近寄存器的输出数据为全0。 置us=1时，允许转换，

逐次逼近型 A / D 转换器组成与工作原理 在第一个CP 脉冲作用下，控制电路控制逐次逼近寄存器的最高位为1，其余位为0，即DAC输入为10...0，得到第一个模拟比较电压uO（相当于最重的那个砝码），与输入模拟电压uI 进行比较。比较结果决定寄存器的最高位是否在后面的脉冲作用时保持为1。若uI  uO，则保持为1（相当于留下砝码），否则为0。

逐次逼近型 A / D 转换器组成与工作原理 第二个CP 脉冲作用时，控制寄存器的次高位为1，其余低位为0，即DAC输入为110...0或010…0，得到第二个模拟比较电压uO，再与uI 进行比较。比较结果决定寄存器的次高位是否保持为1。若uI  uO，则保持为1（相当于又留下砝码），否则为0。

逐次逼近型 A / D 转换器组成与工作原理 如此依次进行，直到寄存器最低位置1，进行比较后，才完成一次AD转换，转换得到的数字量存于寄存器中。转换结束后，在控制逻辑电路的控制下，寄存器中的数据经输出电路送至数据输出端。 需n次比较、系统复位、数据输出等时间，所以速度慢，为中速ADC。但成本低，故应用广。

四、 双积分型 A / D 转换器 是一种间接型A/D转换器，其基本原理： 将输入模拟电压转换成与之成正比的时间间隔，在此时 间内用计数器对恒定频率的时钟脉冲计数，计数结束时的计 数值正比于输入的模拟电压，从而实现模数转换。

四、 双积分型 A / D 转换器 （一）电路组成 检零 比较器 积分器 定时 触发器 时钟 控制门 uO uC FFn RD 基准电压 G2 & 时钟 控制门 Q uO uC FFn RD 基准电压 计数器 R S2 us CP C1 1J 1K Dn-1 (MSB) D1 D0 (LSB) n 位二进制计数器 … G1 -VREF S1 C ∞ uI 基准电压必须与输入模拟电压极性相反，且前者绝对值大于后者绝对值。

四、双积分型 A / D 转换器 (二)工作原理 1. 转换准备 转换控制信号 uS =0，使：开关 S1 闭合，电容 C 放尽电荷；计数器清零；定时触发器复位 Qn = 0，使开关 S2 接输入模拟电压 uI 。

四、双积分型 A / D 转换器 (二)工作原理 uI 2. 第一次积分（取样阶段） 在时间 t = 0 时，转换控制信号 uS 由 0 变为 1，G2 输出 0，开关 S1 断开，开关 S2 接入模拟电压 uI 。uI 经电阻 R 对电容 C 进行充电，积分器开始对 uI 进行积分；积分器的输出电压 uO (t) 为 uO (t) = =﹣ t uI RC uI dt

四、双积分型 A / D 转换器 (二)工作原理 uI 2. 第一次积分（取样阶段） 由于积分器 uO < 0，过零比较器输出 uC = 1，这时时钟控制门 G1 打开，计数器开始对周期为 TC 的时钟脉冲 CP 进行计数，经时间T1=2nTC 后，计数器计满 2n 个 CP 脉冲，各计数触发器自动返回 0 状态，同时给定时触发器 FFn 送出一个进位信号，FFn 置 1 ，使开关 S2 接 -VREF。

四、双积分型 A / D 转换器 (二)工作原理 2. 第一次积分（取样阶段） 第一次积分结束后，对应时间为 t = t1= T1，这时积分器输出电压 uO(t1) 为 uO( t1 ) =﹣ uI =﹣ uI T1 RC 2nTC

四、双积分型 A / D 转换器 (二)工作原理 uI 3. 第二次积分（比较阶段） 在时间 t = t1 ( =T1 ) 时，第一次积分结束，开关 S2 接 –VREF，电容 C 开始放电，积分器对-VREF 进行反向积分（第二次积分）。

四、双积分型 A / D 转换器 (二)工作原理 uI 3. 第二次积分（比较阶段） 由于积分器 uO < 0，检零比较器输出 uC = 1，计数器从 0 开始第二次计数。当积分器输出电压 uO( t ) 上升到 uO ( t ) = 0 时，由 uC = 0，G1关闭，计数器停止计数。

四、双积分型 A / D 转换器 ∫ (二)工作原理 uI 3. 第二次积分（比较阶段） 第二次积分的时间 T2 = t2 – t1。这时输出电压 uO ( t2 ) 为 uO(t2) = uO(t1) + (-VREF )dt = 0 ∫ -1 RC t1 t2 得 由此可知，第二次积分的时间间隔 T2 与输入模拟电压 uI 是成正比的。 T2 = uI 2nTC VREF

四、双积分型 A / D 转换器 (二)工作原理 uI 3. 第二次积分（比较阶段） 如在 T2 时间内，计数器计的脉冲个数为N，由于 T2 =NTC，则 因此，计数器计了N 个 CP 脉冲后所处的状态表示了输入 uI 的数字量，从而实现了模拟量到数字量的转换。计数器的位数就是 A / D 转换器输出数字量的位数。 2n VREF N = uI 需两次积分，故慢，但成本低、转换精度高、抗干扰能力强，常用于低速场合。

五、常用 ADC 的比较和主要参数 (一)常用 ADC 的比较 常用 ADC 主要有并联比较型、双积分型和逐次 速度慢；逐次逼近型速度较快、精度较高、价格适中， 因而被广泛采用。

(二) 主要参数 指 ADC 输出数字量的最低位变化一个数码时，对应输入模拟量的变化量。 1. 分辨率 (二) 主要参数 　　指 ADC 输出数字量的最低位变化一个数码时，对应输入模拟量的变化量。 1. 分辨率 例如 最大输出电压为 5V 的 8 位 ADC 的分辨率为： 5V / 28 = 19.6 mV ADC 的位数越多，能分辨的最小模拟电压值就越小。 2. 相对精度(又称转换误差) 　　指 ADC 实际输出数字量与理想输出数字量之间的最大差值。通常用最低有效位 LSB 的倍数来表示。 例如 转换误差不大于 1/2 LSB，即说明 实际输出数字量与理想输出数字量 之间的最大误差不超过 1/2 LSB。

转换速度比较：并联比较型 > 逐次逼近型 > 双积分型 3. 转换时间 　　指 ADC 完成一次转换所需要的时间，即从转换开始到输出端出现稳定的数字信号所需要的时间。 转换时间越小，转换速度越高。 转换速度比较：并联比较型 > 逐次逼近型 > 双积分型 数十 ns 数十 s 数十 ms

六、集成A/D转换器 (一) 集成A/D转换器 MC14433 简介

(二) 用MC14433构成 位数字电压表

本 章 小 结 D/A 转换是将输入的数字量转换为与之成正比 的模拟电量。常用的 DAC 主要有权电阻网络 DAC、R - 2R 倒T 形电阻网络 DAC 和权电流 网络 DAC。其中，后两者转换速度快，性能 好，因而被广泛采用，权电流网络 DAC 转 换精度高，性能最佳。

A/D 转换是将输入的模拟电压转换为与之成正比的数字量。常用 ADC 主要有并联比较型、双积分型和逐次逼近型。其中，并联比较型 ADC 属于直接转换型，其转换速度最快，但价格贵；双积分型 ADC 属于间接转换型，其速度慢，但精度高、抗干扰能力强；逐次逼近型也属于直接转换型，其速度较快、精度较高、价格适中，因而被广泛采用。

A/D 转换要经过采样 - 保持和量化与编码两步实现。采样 - 保持电路对输入模拟信号抽取样值，并展宽(保持)；量化是对样值脉冲进行分级，编码是将分级后的信号转换成二进制代码。在对模拟信号采样时，必须满足采样定理：采样脉冲的频率 fS 必须大于输入模拟信号最高频率分量的 2 倍。这样才能不失真地恢复出原模拟信号。

DAC 和 ADC 的分辨率和转换精度都与转换器的位数有关，位数越多，分辨率和精度越高。基准电压 VREF 是重要的应用参数，要理解基准电压的作用，尤其是在 A/D 转换中，它的值对量化误差、分辨率都有影响。一般应按器件手册给出的范围确定VREF 值，并且保证输入的模拟电压最大值不大于 VREF 值。