Analogno-digitalna konverzija je generisanje digitalnog kodovanog broja koji odgovara analognom ulaznom signalu. Elektronsko kolo koje obavlja ovu konverziju naziva se analogno-digitalni konvertor, ili skraćeno A/D konvertor (ADK).

U savremenim tehnikama merenja, dominantnu grupu instrumenata i merne opreme, čine digitalni merni instrumenti. Oni često ne samo da premašuju performanse odgovarajućih analognih instrumenata (brzina, propusni opseg, pouzdanost, otpornost na smetnje, minijaturizacija, itd.), već imaju i znatno nižu cenu, a omogućuju i veoma jednostavnu automatizaciju procesa merenja. Nažalost, veličine koje je potrebno dovesti na ulaze u merni sistem, samo su u veoma malom broju slučajeva, po svojoj prirodi digitalne. Pa čak i tada, često je potrebno analizirati parametre ovih digitalnih veličina na najnižem, fizičkom nivou, naročito u postupcima overe i atestiranja sistema ili dijagnostike, kod neregularnog rada usled otkaza ili ispada. Sa stanovišta merenja, jedini način da se ovakvi signali ispravno okarakterišu i u tim situacijama, jeste da se tretiraju kao analogne veličine i opišu odgovarajućim analognim parametrima.

Elementaran analogno-digitalni konvertor je naponski komparator. Ulazni analogni signal -V_ul, komparator konvertuje u jednobitnu digitalnu informaciju D=d₀, tako da d₀=0 označava da je V_ul<V₁, a d₀=1 da je V_ul>V₁, gde je V₁ unapred određen naponski prag. Ako je potrebno da se veličina analognog napona odredi sa većom preciznošću i predstavi u digitalnom obliku, potrebno je porediti ulazni napon sa više naponskih pragova. Šema ovakvog jednog konvertora prikazana je na slici 1.

Na slici 1 je prikazana principijelna šema A/D konvertora koja sadrži m komparatora i koder sa m ulaza i n izlaza. Ako se naponi V_i rasporede ekvidistantno unutar naponskog opsega od 0 do V_ps, na osnovu izlaza komparatora k_i može da se odredi u kom se naponskom opsegu nalazi ulazni signal V_ul. Digitalnu informaciju sa komparatora koder koduje u digitalni broj izabranog binarnog brojnog sistema.

Na slici 2 prikazana je idealna karakteristika prenosa A/D konvertora u slučaju da postoji 8 nivoa komparacije ulaznog napona.

Ako se ulazni napon linearno menja od 0 do napona pune skale V_ps , izlazna digitalna informacija može da ima m + 1 = 9 diskretnih stanja: 0 za V_ul<V₁ , 1 za V₁<V_ul<V₂, 2 za V₂<V_ul<V₃ , … 7 za V₇<V_ul<V₈ i ”PREKORAČENJE” ako je ulazni napon V_ul>V₈.

Karakteristika prenosa na slici 2 pretpostavlja ekvidistantno raspoređene napone V_i , idealne komparatore bez histerezisa i nulto vreme propagacije signala kroz komparatore i koder. Realna karakteristika prenosa će odstupati od idealne i mogu se definisati statičke i dinamičke greške koje unosi realan A/D konvertor.

Statičke karakteristike A/D konvertora se definišu tako što se definišu apsolutna linearnost, greška (ofset) nule, greška pune skale, greška pojačanja i diferencijalna linearnost. U slučaju velike diferencijalne nelinearnosti, kada je narušena monotonost karakteristike prenosa, za A/D konvertore se češće koristi termin “izgubljen kod” (missed code), umesto nemonotonost.

Pošto je izlazna informacija A/D konvertora digitalni broj, dinamičke karakteristike A/D kovertora se svode na specificiranje potrebnog vremena da se od trenutka početka konverzije na izlazu A/D konvertora postavi digitalni ekvivalent ulaznog analognog signala. Ovo vreme se naziva vreme konverzije.

Rezolucija, odnosno, broj nivoa kvantizacije ulaznog signala se najčešće definiše brojem bita izlazne digitalne informacije, ako je primenjen prirodni binarni kod, ili brojem decimalnih cifara, za A/D konvertore koji generišu izlaznu informaciju u BCD kodu. Povećanje rezolucije A/D konvertora sa slike 1 se može postići jedino povećanjem broja naponskih nivoa, odnosno, brojem komparatora. Za povećanje rezolucije za samo jedan bit, potrebno je duplirati broj komparatora i srazmerno proširiti kombinacionu mrežu kodera. Tako je za 8-bitni konvertor potrebno 256 komparatora. Pošto je u praksi potrebno obavljati A/D konverziju i sa mnogo većom rezolucijom, direktna konverzija sa 2ⁿ komparatora i kodne mreže postaje neekonomična zbog velikog broja komponenti. U cilju smanjenja broja sastavnih elektronskih kola, primenjuju se različite metode za A/D konverziju.

Uglavnom se A/D konvertori klasifikuju po načinu ili brzini konverzije. Najčešće se proizvode i koriste tri klase A/D konvertora:

• Vrlo brzi A/D konvertori, formirani korišćenjem paralelnih komparatora koji se jos nazivaju i direktni ili fleš A/D konvertori.
• Konvertori srednje brzine, koji napon na ulazu porede sa referentnim naponom generisanim D/A konvertorom.
• Konvertori male brzine, koji najčešće proces konverzije napona u digitalni broj obavljaju merenjem vremena za koje napon, koji raste linearno sa vremenom, dostigne vrednost ulaznog napona. Ovakvi konvertori se još nazivaju i serijski A/D konvertori , A/D konvertori sa vremenskim ekvivalentom, ili integratorski A/D konvertori.