資料轉換器:ADC 與 DAC
解析度(位元,resolution)
解析度是轉換器能把它的電壓範圍切得多細——它能分辨出多少個相異的位準。它以位元表示,每多一個位元就讓位準數加倍:n 個位元給出 2^n 個位準。把它想成尺上有幾條刻線。只有幾條大刻線的粗尺給出粗略讀值;有上千條細刻線的細尺讓你讀出微小差異。位元越多,尺越細。
解析度給你最有用的一個數字,是一步的大小,也就是 LSB(最低有效位元):LSB = 滿刻度電壓 / 2^n。算個例子:一個 12 位元、跨 0 到 3.3 V 參考的轉換器有 2^12 = 4,096 個位準,所以一個 LSB 為 3.3 V / 4096 = 0.806 mV。那是它能分辨的最小電壓變化。在同樣範圍升到 16 位元,你得到 65,536 個位準,一個 LSB 僅 50 微伏——比 12 位元細十六倍,因為你加了 4 個位元,而 2^4 = 16。
為何重要:解析度為每個讀值設下最佳情況的精度,並與參考一起決定你能量到的最小細節。但這裡有個初學者常忽略的誠實陷阱:規格書上印的位元只是潛在解析度。若轉換器自身的雜訊大於一個 LSB,最低幾個位元只是閃爍的隨機,承載不了真實資訊。一個埋在雜訊裡的 24 位元轉換器,或許只交付 20 個誠實的位元——這正是 ENOB(有效位元數)所量度的。
在 5 V 參考下:8 位元轉換器分辨 5/256 = 19.5 mV 的步;12 位元分辨 5/4096 = 1.22 mV;16 位元分辨 5/65536 = 76 微伏。每多 4 個位元,步就細 16 倍。
位元越多 = 尺越細 = LSB 步越小。
解析度不等於準確度。一個轉換器可以有 16 位元的解析度,卻因失調、增益誤差與非線性而偏差好幾個 LSB。若刻線本身就在錯的位置,刻得再細也沒什麼意義。
又称
另见