類比數位轉換器（ADC）
/ ADC, A-D-C /
類比數位轉換器是從真實、連續的世界通往數位世界的門。麥克風、溫度感測器、應變規——都產生平滑變化的電壓。處理器只能處理數字。ADC 讀取那個電壓，回報一個與它成正比的數字，讓軟體可以儲存、顯示或拿來運算。它是數位系統觀看類比世界所透過的那隻眼睛。
它分兩個縫合在一起的步驟完成工作。首先取樣：它在某一瞬間拍下輸入的快照（通常用取樣保持把它凍住）。接著量化：它把那個凍結的電壓拿來和它的參考相比，判定它最接近 2^n 個位準中的哪一個，並把那個位準回報為二進位碼。對一個 n 位元 ADC，輸出碼大約是 Vin / Vref times 2^n。例如：2.50 V 進入一個 12 位元、5.00 V 參考的 ADC，得碼 = 2.50/5.00 times 4096 = 2048。滿刻度點與 LSB 步都由參考設定。
為何重要：ADC 是幾乎每個量測與嵌入式系統的前端，它的誠實度框住了下游的一切——軟體救不回 ADC 從未捕捉到的細節。沒有單一最佳的 ADC；而是一個架構家族，每一個都是速度、解析度、功耗與成本之間的誠實取捨。快閃式快得驚人卻耗電且低解析度；SAR 是均衡的通用主力；三角積分以速度換取極高解析度；雙斜率慢卻極為準確且抗雜訊。在它們之間做選擇，是核心的設計技能。
一個 10 位元、3.3 V 參考的 ADC 讀取一個 1.65 V 的感測器輸出，回傳碼 = 1.65/3.3 times 1024 = 512——恰好半刻度，正如參考一半所應得。每個碼步代表 3.3/1024 = 3.22 mV。
送進電壓，輸出一個成正比的數字，以 Vref 為基準。
ADC 的讀值，可信度不會超過它的參考與前置的抗混疊濾波器。一個完美的 16 位元 ADC，若配上有雜訊的參考、或餵入高於奈奎斯特的頻率，回傳的就是看似精確卻悄悄出錯的數字。