1、什么是 ADC？
ADC 是Analog-to-Digital Converter（模数转换器） 的缩写，是一种核心电子器件，作用是将自然界中连续变化的模拟信号 （如温度传感器输出的电压、麦克风采集的声音信号、光敏电阻的电流等）转换为计算机 / 数字电路可处理的离散数字信号（即由 0 和 1 组成的二进制代码）。
1.ADC概念
(1)ADC(Analog-to-Digital Converter):模拟到数字转换器
它是一种电子设备或模块，用于将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，以便数字系统（如微处理器、微控制器等）能够对其进行处理和分析。
注意：这里的模拟信号是狭义的模拟信号，一般指的是模拟电压信号转换为数字信号。
(2)模拟信号：
模拟信号是物理世界中连续变换的物理量。
(3)数字信号:
数字信号是一种离散的、不连续的信号。
(4)传感器：
它是一种能够探测、感知外部环境信息（如温度、光线、压力、运动等），并将这些信息转换成电信号（通常是电压或电流）的装置或器件。
2、什么是 ADC 的基准电压？
ADC 的基准电压（Reference Voltage，通常用 V_REF 表示） 是 ADC 进行 "量化"（即模拟信号→数字信号转换）的核心参考标准，相当于 ADC 测量模拟电压的 "量程上限" 或 "标尺基准"。
- 作用 ：ADC 通过比较输入模拟电压（V_IN）与基准电压（V_REF）的比例，来确定对应的数字输出。基准电压的精度直接决定了 ADC 转换结果的准确性 ------ 若基准电压漂移（如受温度影响变化），即使输入电压不变，数字输出也会出现误差。
- 常见形式：基准电压可由外部高精度电压源提供（如专用基准芯片 REF3033），也可由 ADC 内部集成的基准电路提供（如单片机内置的 2.5V/3.3V 基准），需根据精度需求选择。
3、ADC 的工作原理是什么？
ADC 的核心逻辑是 **"采样→保持→量化→编码"** 四步流程，不同类型的 ADC（如逐次逼近型、SAR 型、Δ-Σ 型）在 "量化" 环节的实现方式不同，但整体流程一致，具体如下：
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采样（Sampling） 按固定时间间隔（即 "采样频率"），快速读取输入模拟信号（V_IN）的瞬时值，将连续信号 "离散化" 为一系列离散的电压点（如每隔 1ms 读取一次温度电压）。关键要求 ：采样频率需满足奈奎斯特准则（采样频率≥2 倍模拟信号最高频率），否则会出现 "混叠失真"，导致转换结果错误。
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**保持（Holding）**由于量化过程需要时间，需通过 "采样保持电路（S/H）" 将采样得到的瞬时电压暂时 "冻结" 并保持稳定，确保量化环节能准确处理该电压值。
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**量化（Quantization）**将 "保持" 的模拟电压与基准电压（V_REF）对比，按固定 "量化间隔" 将其归入某个离散的 "量化等级"。例如：12 位 ADC 的量化等级共 2¹²=4096 级，若 V_REF=3.3V，则每个量化等级对应的电压间隔约为 0.805mV（3.3V/4096）。
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**编码（Coding）**将 "量化等级" 转换为对应的二进制数字代码（即 ADC 的输出值）。例如：12 位 ADC 的量化等级 "0" 对应代码 "000000000000"，等级 "4095" 对应代码 "111111111111"。
4、什么是 ADC 的分辨率？常见的分辨率有哪些？
（1）分辨率的定义
ADC 的分辨率（Resolution） 是衡量其 "区分微小模拟电压变化" 能力的核心参数，本质是 ADC 能输出的二进制数字的位数（n 位），或对应的 "量化等级数量"（2ⁿ级）。
分辨率越高，二进制位数越多，量化等级越细，能区分的模拟电压变化越小，转换精度越高。例如：12 位 ADC 比 8 位 ADC 能区分更小的电压差异。
（2）常见的分辨率
工业和消费电子中常见的 ADC 分辨率如下表所示，不同场景选择不同分辨率：
| 分辨率（位数） | 量化等级（2ⁿ） | 典型应用场景 |
|---|---|---|
| 8 位 | 256 级 | 低成本场景（如简单电压检测、LED 亮度控制） |
| 10 位 | 1024 级 | 中等精度场景（如普通传感器、消费类家电） |
| 12 位 | 4096 级 | 工业控制主流（如温度 / 压力传感器、电机控制） |
| 14 位 | 16384 级 | 高精度场景（如医疗设备、精密仪器） |
| 16 位及以上 | 65536 级及以上 | 超高精度场景（如实验室测量、航空航天） |
5、12 位 ADC（V_REF=3.3V），量化结果为 n 时的实际电压计算
当 ADC 完成转换输出量化结果（二进制对应的十进制数值 n）时，实际输入电压（V_IN）的计算核心是 "量化结果 × 单个量化间隔"，公式推导如下：
（1）核心公式
由于 12 位 ADC 的量化等级总数为 2¹² = 4096 级 （对应 n 的范围：0 ≤ n ≤ 4095），每个量化等级对应的 "电压间隔" 为 V_REF / 4096，因此实际电压为：
（2）代入参数计算
已知：分辨率 = 12 位（2¹²=4096），V_REF=3.3V，量化结果为 n，则
（3）示例
若量化结果 n=2048（12 位二进制 "100000000000"），则实际电压为：
注意：该计算忽略了 "量化误差"（即实际电压可能落在两个量化等级之间，ADC 会取近似值），若需更精确，需结合 ADC 的 "失调误差""增益误差" 等参数修正。