A/D是英语模拟量至数字量转换（Analog to Digital Converter）的缩写。在数字仪表中，A/D转换器是核心部件。它是将传感器取得的模拟电信号变成数字信号的工具，随着大规模集成电路技术的迅速发展，已将A/D转换器所需的有源器件集成于一块硅衬底上，使整机简单到过去梦想不到的地步。因此，单片A/D的出现，就标志着数字仪表发展史中的一次飞跃。
A/D转换器的性能和特点
以性能来划分，A/D转换器大致可分为三类。第一类是对转换速度要求快而对精度要求不高的高速A／D，采用逐次比较的方法实现 A／D转换，主要用于通信系统等方面。第二类是对精度要求极高而对速度要求不快的高精度A／D，采用双积分的原理实现 A／D转换，主要用于各种仪器仪表。第三类是对速度和精度都具有较高要求的A／D，采用多重积分或特殊方法实现 A／D转换，主要用于高级仪表和各种需要快速高精度地进行 A／D转换的系统。
对于仪表用的A／D转换器首先要求具有极高的精度，还应具有很完整的功能。下面我们以袖珍式数字仪表为设计目标的A/D转换器CH7106为例，介绍其功能特点。
CH7106是采用CMOS工艺、单片集成技术生产的。它集成了A／D转换所需的全部有源器件，其中模拟线路包括缓冲放大器、积分器、比较器、基准电压源和一组模拟开关；逻辑线路包括时钟发生器、分频器、十进制3\(\frac{1}{2}\)位计数器、数据锁存器、三个七段译码器、液晶驱动器、控制逻辑和逻辑地线发生器。该转换器具有以下特点；①单电源工作，功耗低，约10毫瓦。用9伏干电池供电，可连续工作200小时。②采用CMOS差分输入，输入阻抗高，大于10\(^{9}\)欧姆。③基准电压源为2.8±0.4伏，输出电流可达30毫安。④驱动电路简单，输出信号可以直接驱动液晶显示器，液晶驱动电压为4～6伏（峰—峰值）。⑤自动校零，保证零信号的读数为零。⑥自动辨别信号极性，即使信号在零附近的很小值，也能正确辨别。⑦有超量程自动显示功能。⑧内部设有时钟线路和基准电压源。⑨外加5只电阻、5只电容和一块LCD就能构成具有基本量程的数字电压表，这个数字电压表可以进行自身功能和特性的检测。⑩精度为0.5％。
A／D在仪表中的应用
A／D在仪表中的应用范围很广，下面主要介绍用它装配的袖珍便携式仪表。
1．袖珍式数字万用表（DMM）方框如图2所示，模拟输入线路包括量程转换衰减、交直流电压、电流的转换，以及直流电压与电阻的转换等。它可以测量直流电压、交流电压、直流电流、交流电流和电阻、电导，以及三极管电流放大系数h\(_{FE}\)和二极管正向压降等。精度指标达0.5％。
2．袖珍式数字温度计 它的工作原理是通过探头将非电量温度转换成电压，对这个电压进行适当的处理，如直线化、放大等，然后送入CH7106转换器进行模数转换。常用的温度传感器有pN结、热电阻、热电偶三类。图3中用的温度传感器用的是半导体PN结。在恒流工作的条件下，PN结的正向压降随温度上升而线性地下降，变化率约为2毫伏/℃。对分辨力为100微伏的7106来说，它相当于10个数字。也就是说，PN结传感器的输出信号可以直接输入到 A／D，而且可以达到 0． 1度的精度。图中电位器R用以完成温度计的冰点校正，沸点校正则通过选择A／D的基准电压的大小来完成。PN结传感器的测温范围在-50～100℃之间。
3．袖珍式透照诊断仪
在新生儿死亡率中，因颅内出血而未能及时诊断、治疗造成死亡的占相当比例。用单片A／D CH7106制作的袖珍式数字透照仪能快速而无损害地诊断颅内出血，以便对症治疗。该仪器由透照光源和数字光表组成。经过过滤的光通过光纤维传至探头，探头发射的光束照射颅体，穿透颅体的光强由光表检测。光表由光敏二极管、前置放大器和CH7106组成。当颅体正常时，光表可以相对地检测出探头光强的变化；当颅内出血时，由于血红蛋白的吸光作用，光透不过颅体，光表的读数不随探头光强变化。因此，从光表的读数变化与否可以诊断颅内是否出血。
4．便携式数字应变仪它主要被用于测量各种应变参数。首先把应变参数通过应变片电桥或传感器变为微小的电压信号，把这个电压信号放大后送入 CH7106构成的数字电压表，读出应变参数。
5．数字电子秤 电路见图4，由4只电阻组成的桥式应变器将重量转换成相应的电压，送到单片A/D后，就能读出相应的重量数。图中电位器W用于调零，满量程重量通过选择A／D的基准电压进行调整。
6．涂层厚度计 它是由CH7106和传感器组成的。传感器基本上是一个变压器,它将一个初级线圈和两个反向串接的次级线圈绕在一个磁心上，突出的一端成为探头的接触面。探头用一个300Hz以下的低频信号驱动。对自由空间来说，次级线圈两端的输出电压大小相等、极性相反，因而输出电压为零。当探头接触被测面时，靠近接触面的那个次级线圈的电压将超过另一个线圈上的电压，它们之间有效值之差为涂层厚度的非线性函数。这个差值信号经放大、检波和线性化处理后，送入由CH7106转换器和液晶显示器组成的基本数字电压表进行读数，就能得出所测涂层的厚度。
此外， CH7106还可以用于袖珍式数字水平仪、袖珍式可燃气体检测仪、袖珍式张力仪、袖珍式酸度计等各种袖珍式数字仪表中。(潘思省)