A／D转换器，当输入模拟量在D的标称当量值Δ(±0.00586Um)范围内时，都可能产生相同的数字量输出。
图2—18 精度为±1LSB的A／D转换动态特性
3）转换时间。A／D转换器转换时间是完成一次A／D转换所需的时间。转换原理相同，分辨率不同，转换时间也不同。对于常用的逐位比较式A／D转换器，转换时间tA一般为几十至上百微秒。例如，对于ADC0801～0805和ADC0808～0809 8位A／D转换器，约为66－73个转换时钟周期。转换时钟可以外输入，也可以通过外接RC电路产生。当转换时钟取典型频率fclk=640Hz的方波信号时，tA≈100μs。AD574是12位A／D转换器，转换时钟由内部产生，其tA≈125μs。高速12位A／D转换器AD578J的转换时间不大于6μs 。
2．几个需要考虑的问题
（1）多条线路轮换采样 一个变电站可能有2条以上的输入线路，十几条或几十条输出线路，有一台或数台变压器，要测取如此之多线路上的电压、电流信号，计算电压、电流、有功功率、无功功率和电能量等，交流采样的任务是十分繁重的。考虑到交流电气量作为一个模拟量不可能发生突变，故采用轮换的方式对每条线路采样。设需对N条线路进行采样，在某一周期内，只对某一条线路进行采样，通过N个周期实现对N条线路均采样一遍，将所采样信号计算电压、电流、有功功率，无功功率、电能量，并将其作为N个周期平均值输出或保成。
（2）交流采样的同时性 按照功率的定义，一条线路上交流电压、电流的采样应同时测取，为此，对于按相电压，相电流测取功率，至少需要6个采样保持器，对于按线电压、线电流测取功率，至少需要4个采样保持器，所以在采样保持器后面应安排一个多路模拟开关，依次选择一路信号输入A／D转换器。
（3）交流采样的等间隔性 交流采样的算法是按连续信号积分等间隔离散化而得，因此，交流采样必须在一个周期内等间隔完成。然而，交流信号的频率是随时变化的，不能按照事先固定的频率去采样电压、电流信号，而是应据当前信号频率确定采样间隔，即应实现当前频率的跟踪测量。图 2 －19是频率跟踪和采样信号形成电路及相关波形。
图2—19 频率跟踪及采样保持电路原理 (a)电路原理框图；(b) 频率跟踪及采样保持信号波形
将交流信号输入过零比较器，其输出是与交流信号同频率的方波信号，将该方波作为锁相电路的一个输入信号，锁相电路输出信号经N分频后与输入方波相比较，适当地选择电路元件参数，可将输出信号锁定。即锁相电路输出信号以N倍的频率跟踪输入信号的变化，将这个输出信号经单稳态电路变换得到一定占空比的脉冲信号，作为采样保持器的采样保持控制信号，可实现一周期内N次等间隔采样。
2.交流采样软件概述
与交流采样相关的软件主要包括两个部分。一是交流信号的采样控制软件，二是交流采样数据的处理软件，如图2－20所示。
图2—20 交流采样软件框图
交流信号采样控制是在A／D中断服务程序中完成的。每当选定的一路信号经A／D转换器转换结束后，CPU响应中断，读入转换结果，接着将同时采样的同一线路另外一路信号选通，启动A／D转换，并恢复现场返回。当一条线路本周采样全部结束时，就确定下一周期采样的线路，并将其地址送多路开关。如图 2－21所示。
图2—21 A／D中断服务程序
采样数据处理软件是将采样数据经格式变换、计算等处理转换成适合于远传和当地监视的数据结构。其中包括①数据的预处理；②将数据按公式进行电气量计算；③标度变换；④将电气量转换为远动规约传送格式；⑤将电气量进行二——十进制转换等。数据处理流程如图2-22所示。
图2—22 交流采样数据处理框图
数据预处理主要指数据滤波，用于滤除干扰及高频分量。U、I、P、Q、W等电气量计算已在前面作过讨论。系数变换涉及的因素较多，主要包括①TV、TA变比系数；②A／D转换器位数；③采样频率等因素。
设TV、TA的变比分别为knu和kni，A／D转换器输入的峰值电压为±5V，二次信号至A／D转换器的变换系数为ku1和ki1，则
ku1=
51202562 (2-107)
ki1=
(2-108)
A／D转换器的变换系数为kad，对于8位、10位、12位、14位的A／D系数kad8、kad10、kad12、kad14分别为
kad8=
28?1?15=
1275
(2-109)
(2-110)
kad10=
210?1?15=
5115
kad12=
212?1?15=
20475
(2-111)
(2-112)
kad14=
214?1?15=
81915
因此，电压、电流的有效值系数kue、kie分别为
kue=
kie=
knuku1kadkniki1kad (2-113)
(2-114)
从而
实际电压、电流有效值Ue、Ie计算公式为
Ue= kue?U (2-115)
Ie= kie?I
(2-116)
与电压、电流相同，可得有功功率、无功功率和电能量的系数kpe， kqe ，kwe分别为 kpe=
knukniku1ki1(kad)knukniku1ki1(kad)22 (2-117)
kqe==kpe (2-118)
kwe=
nknukni3600000ku1ki1(kad)2 (2-119)
式中n——线路采样的工频周期数。
对所测取的模拟信号，均存在一个允许的变化范围，在存储器中存放着它们的上限和下限值，每次计算得到的U、I、P、Q，均需将它们与上限、下限比较，以确定其越限与否，一旦越限，将给出标志，以作进一步处理提示。格式变换有两种基本形式，一是将电气量转换成向上级监控中心传送的数据格式（一般二进制代码，随规约的不同而不同），另一种是将电气量转换成适合当地监视和记录的十进制格式。