2.量化和编码输入的模拟电压经过取样保持后，得到的是阶梯波。由于阶梯的幅度是任意的，将会有无限个数值，因此该阶梯波仍是一个可以连续取值的模拟量。另一方面，由于数字量的位数有限，只能表示有限个数值(n位数字量只能表示2n个数值)。因此，用数字量来表示连续变化的模拟量时就有一个类似于四舍五入的近似问题。必须将取样后的样值电平归化到与之接近的离散电平上，这个过程称为量化。指定的离散电平称为量化电平。用二进制数码来表示各个量化电平的过程称为编码。两个量化电平之间的差值称为量化间隔S，位数越多，量化等级越细，S就越小。取样保持后未量化的Uo值与量化电平Uq值通常是不相等的，其差值称为量化误差δ，即δ=Uo-Uq。量化的方法一般有两种：只舍不入法和有舍有入法。第31页，共68页，星期日，2025年，2月5日1)只舍不入法它是将取样保持信号Uo不足一个S的尾数舍去，取其原整数。如图10-10（a）是采用了只舍不入法。区域（3）中Uo=3.6V时将它归并到Uq=3V的量化电平，因此，编码后的输出为011。这种方法δ总为正值，δmax≈S。第32页，共68页，星期日，2025年，2月5日图10-10两种量化方法的比较(a)只舍不入法；(b)有舍有入法第33页，共68页，星期日，2025年，2月5日2)有舍有入法当Uo的尾数＜S/2时，用舍尾取整法得其量化值；当Uo的尾数≥S/2时，用舍尾入整法得其量化值。如图10-10（b）采用了有舍有入法。区域（3）中Uo=3.6V，尾数0.6V≥S/2=0.5V,因此,归化到Uq=4V,编码后为100。区域（5）中Uo=4.1V，尾数小于0.5V,归化到4V,编码后为100。这种方法δ可为正，也可为负，但是|δmax|=S/2。可见，它要比第一种方法误差要小。第34页，共68页，星期日，2025年，2月5日10.3.2A/D转换器的主要电路形式ADC电路分成直接法和间接法两大类。直接法是通过一套基准电压与取样保持电压进行比较，从而直接转换成数字量。其特点是工作速度高，转换精度容易保证，调准也比较方便。间接法是将取样后的模拟信号先转换成时间t或频率f,然后再将t或f转换成数字量。其特点是工作速度较低，但转换精度可以做得较高，且抗干扰性强，一般在测试仪表中用的较多。第35页，共68页，星期日，2025年，2月5日1.计数斜波式A/D转换器图10-11计数斜波式ADC第36页，共68页，星期日，2025年，2月5日2.逐次逼近式A/D转换器图10-12逐次逼近式ADC第37页，共68页，星期日，2025年，2月5日这种转换器是将转换的模拟电压Ui与一系列的基准电压比较。比较是从高位到低位逐位进行的，并依次确定各位数码是1还是0。转换开始前，先将逐位逼近寄存器（SAR）清0，开始转换后，控制逻辑将逐位逼近寄存器（SAR）的最高位置1，使其输出为100…000，这个数码被D/A转换器转换成相应的模拟电压Uo，送至比较器与输入Ui比较。若Uo＞Ui，说明寄存器输出的数码大了，应将最高位改为0（去码），同时设次高位为1；若Uo≤Ui，说明寄存器输出的数码还不够大，因此，需将最高位设置的1保留（加码），同时也设次高位为1。然后，再按同样的方法进行比较，确定次高位的1是去掉还是保留（即去码还是加码）。这样逐位比较下去，一直到最低位为止，比较完毕后，寄存器中的状态就是转化后的数字输出。例如，一个待转换的模拟电压Ui=163mV,逐位逼近寄存器（SAR）的数字量为八位。第38页，共68页，星期日，2025年，2月5日表10-1Ui=163mV的逐次比较过程第39页，共68页，星期日，2025年，2月5日图10-13Ui=163mV逐次比较Uo波形图第40页，共68页，星期日，2025年，2月5日3.双积分型A/D转换器双积分型ADC的转换原理是先将模拟电压Ui转换成与其大小成正比的时间间隔T，再利用基准时钟脉冲通过计数器将T变换成数字量。图10-14是双积分型ADC的原理框图，它由积分器，零值比较器，时钟控制门G和计数器（计数定时电路）等部分构成。?第41页，共68页，星期日，2025年，2月5日图10-14双积分ADC原理框图第42页，共68页，星期日，2025年，2月5日积分器：由运算放大器和RC积分网