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影响ADC总精度的要素

前面我们确定了模数转换器(ADC)的分辨率和精度间的差异。现在我们深入研究一下对ADC总精度产生影响的因素,通常是指总不可调整误差(T

前面咱们确认了模数转换器 (ADC) 的分辨率和精度间的差异。现在咱们深化研究一下对ADC总精产生影响的要素,一般是指总不行调整差错 (TUE)。

从前想到过ADC的TUE技能标准中的“总”代表什么吗?它是不是简略到将ADC数据表的一切DC差错技能标准(即偏移电压,增益差错,INL)相加,仍是要更杂乱一些?事实上,TUE是整体系差错相关于ADC作业输入规模的比率。

更切当地说,TUE是单位为最低有用位 (LSB) 的DC差错技能标准。最低有用位 (LSB) 代表ADC的实践和抱负传递函数之间的最大违背。这个技能标准假定未履行体系级校准。在概念上,TUE是ADC运转办法中以下非抱负类型数值的组合:

● 偏移差错 (VOS):如图1所示,ADC实践和抱负传递曲线间的稳定差异。这个值是测得的将ADC输入短接至地而取得的数字输出。

图1. ADC偏移差错与输入电压之间的联系

● 增益差错:ADC输出的实践和抱负斜率之间的差异。他一般表明为满量程输出码上的ADC规模或最大差错的比率。如图2中所示,增益差错的绝对值在模仿输入挨近满量程值时添加。

图2. ADC增益差错与输入电压之间的联系

● 积分非线性 (INL):实践ADC传递曲线到抱负直线运转办法的最大非线性违背。ADC的INL呼应没有必定的形状,而且取决于内部电路架构,以及由前端信号调理电路导致的失真。

图3. ADC INL差错与输入电压之间的联系

大多数ADC数据表指定一切上述DC差错的典型值和最大值,可是未指定TUE这方面的数值。核算TUE的最大值可不像将一切独自的DC差错最大值加在一起那么简略。这是因为一切这些差错是不相关的,而且在呈现最差偏移的情况下,增益和线性差错或许不全都呈现在ADC传递函数的同一个输入电压上。因而,差错的简略求和或许使体系精度看起来未必那么差。这在使用的动态规模被约束在传递函数的中心时更是如此。

在这典型数据收集体系中,与ADC在一起的还有一个输入驱动器和一个电压基准,他们也会影响整体偏移和增益差错。因而,在大多数没有校准的体系中,偏移和增益差错决议了核算TUE最大值时用到的INL。核算特定模仿输入电压上的最大TUE的引荐办法是,那一点上一切单个差错最大值的和方根,(方程式1)。将一切这些差错转换为相同的单位很重要,一般转换为LSB。

方程式1生成一个针对TUE的典型“蝴蝶结”形状的差错图。关于具有较高偏移差错的体系,“蝴蝶结”图有一个更厚的结(图4A)。相反,关于增益差错较高的体系,“蝴蝶结”的结变薄,而弓形变厚(图4B)。

图4.“蝴蝶结”形状的ADC TUE与输入电压间的联系

总的来说,因为差错取决于ADC作业时的输入电压规模,所以没有核算ADC最大TUE的确认公式。假如体系不要求选用整个ADC输入规模,你能够经过使ADC远离其传递函数的端点运转来大大削减TUE。

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