MAX1324是MAXIM公司出产14位，8通道，同步采样ADC转化器。可供给±10V，±5V或0至+5V模仿收支规模，可供给±16.5V的过压维护，具有优异的动态特性和直流精度。
现代测验体系和现代工业运用体系中，模数转化器（ADC）是不可或缺的元器材之一。由于ADC的广泛运用，一般数据收集体系都由传感器电路和ADC构成。但许多时分，数据收集体系所体现的功能往往低于预期值。呈现这种状况，人们首要考虑的原因是传感器和信号调度电路的非线性以及被测验参数的稳定性和精确性。但实践上，ADC的功能目标也是数据收集体系功能下降的重要原因。
本文的意图是解说 A/D 转化器MAX1324最常见的差错源，并介绍进行上述差错补偿的办法。某些差错补偿的办法了解和施行起来都比较简单，而有些办法则不那么显浅易懂。假如选用办法妥当的话，则可大幅进步体系全体功能。
1 体系差错功能剖析
数据收集体系的差错是信号通道上的每个元器材所奉献的差错项的总和。因而总差错的均方根可由下式给出：
。其间，E 代表某个特定元器材的差错项。作为具体剖析，假定数据收集体系答应0.1％的差错或许说需求l0位的精度。在这种状况下，假如选用l0位分辨率的ADC显然是不合要求的。假如选用l2位的转化器，咱们或许会想当然地以为精度现已足够高， 但是在没有仔细检查其标准阐明书之前，咱们并不能确保该转化器就具有l2位的功能（实践状况或许更好或许更糟）。
2 ADC直流功能剖析
模数转化器的直流功能包含微分非线性、积分非线性、失谐和增益差错以及其它差错。模数转化器一般以LSB为单位供给各种差错。其相应联系能够表明为：ERR=LSB／2n
其间，n为模数转化器的转化位数，LSB为以LSB为单位的最大差错，ERR为以百分号为单位的差错。
2．1 微分非线性
微分非线性（DNL）差错提醒的是一个输出码与其相邻码之间的距离。这个距离经过丈量输入电压的起伏改动，然后转化成以LSB为单位后得到。当输入电压扫过ADC的工作规模时，一切输出码组合（全“0”到全“1”）会顺次呈现在转化器的输出端。这种联系称作“无丢码”。但实践上由于器材的微分非线性，常常呈现以下几种状况。当DNL差错小于±1LSB时，不会呈现丢码的现象，当DNL差错等于±1LSB时，出产厂商会特别声明是否丢码（如图1，1LSB无丢码，图2，-1LSB丢10码）；当DNL差错大于±1LSB时有丢码（如图3当 时，或许为01，l0，ll码）。微分非线性（DNL）差错与丢码之间的联系如表1：
表1 差错与丢码之间的联系
而MAX1324的DNL差错为±1LSB，声明为无丢码，所以具有14位精度。
在必定条件下能够答应丢码的存在。由于一般说来，同系列产品在功能条件不一起价格相差较大，在满意功能要求的前提下，选购低等级的ADC将大起伏节约元件本钱，一起又满意体系要求。
2．2 积分非线性
积分非线性（INL）界说为微分非线性（DNL）差错的积分。在实践剖析ADC精度时，一般选用INL差错。INL差错界说为转化器丈量结果与抱负转化函数的差。其相应联系能够表明为：
ERR=LSB／2n
积分非线性（INL） 差错各种表明之间的联系如表2：
表2 积分非线性（INL）差错各种表明之间的联系
而MAX1324的INL差错为±1.5LSB，声明为无丢码（14位精度），则它的分辨率差错是：ERR=LSB/2 =1.5/2 =0.0091552% 。
2．3 失谐和增益差错
失调差错也称为零漂，是指体系在0V输入电压时或其邻近时ADC发生的漂移。关于失调差错的批改，能够比较简单运用微控制器（μC）或数字信号处理器（DSP）进行批改。
咱们以MAX1324为例阐明失调差错与输入电压的联系。MAX1324的失调差错为±3LSB，相当于±0.9155mV的输入电压差错（以5V为基准作参阅电压），在进行失调差错批改时有必要于扣除3个码以补偿失调电压，而在失调差错为+3LSB时满量程电压值就变成了4.0845V，超越上述电压值就会发生溢呈现象；在失调差错为-3LSB时，假定关于单极性输入，在0～0.9155mV之间，输出均为零，直到0.9155mV时才呈现第一次跳变，这相同使ADC动态规模变小了。
公式进行批改： ，其间m1为抱负转化函数的斜率，m2为实例转化函数的斜率。能够运用调试的办法对增益差错进行批改，将参阅电压和输入模仿电压进行联动调试，当参阅电压为某一特定值时能够使满量程输出全“l”，然后到达批改增益差错的作用；也可在软件中选用一个线性校正曲线改动ADC 转化函数的斜率。
总归， 关于失调差错和增益差错能够经过软件完成差错正的修。
2．4 基准
无论是内部基准或许外部基准，它都是ADC的一个最大的潜在差错源。在许多状况下内置于芯片内部的基准源都没有严厉的标准，而外部基准往往需求精细电源，与基准有关的差错源包含温漂、电压噪声以及负载调整等。
在有用的ADC体系中，还有一些差错源， 如码源噪声、失调温漂、增益漂移， 它们在某种条件下，或许会对体系精度发生影响，但只需选用恰当的手法就能够使相应差错最小，从而不会影响体系精度。
3 沟通特性
在实践数据收集体系中，许多状况下输入模仿信号是沟通信号。仅有DNL和INL契合体系要求并不能阐明ADC能相同合格地处理沟通信号。由于DNL和INL是在直流条件下测验的。ADC体系中的沟通信号目标差要有信一噪比（SNR）、信号–噪声+失真比（SINAD）、总谐波失真（THD）以及无杂散动态规模（SFDR）：
信一噪比（SNR）：是以分贝表明的比率，它是输入信号的有效值与一切频率小于采样频率一半的其他频谱成份（不包含谐波或直流信号）的总有效值之比。
信号–噪声加+失真比（SINAD）：是以分贝表明的输出端呈现的输入信号有效值与输出信号傍边频率小于采样频率一半的一切其他频谱成份的有效值之比。
总谐波失真（THD）： 是以分贝表明的输出信号的头几个谐波成份的有效值之和与输出端呈现的输入信号的起伏之比。丈量中仅包含奈奎斯特频限内的谐波，典型值以分贝表明。
无杂散动态规模（SFDR）： 正弦波f（IN） 的RMS值与在频域观察到的杂散信号的RMS值之比，典型值以分贝表明。在ADC体系中，SINAD比SNR更精确描绘被测信号与杂散信号的联系，大多数ADC列出SINAD而不选用SNR。关于一个抱负的ADC：
SINAD≈（6.02×N+1.76）dB
其间N为转化器的位数。所以抱负的14为转化器的SINAD为86.04dB。而对上式进行改换可得：
N=（SINAD-1.76）／6.02
这个方程式为等效位数的界说，即ENOB（Effective Number of Bits）。
在实践运用时咱们重视SINAD为最小值时的等效位数，该位数是信号频率逐步迫临Nyquist上限时，SINAD因THD的添加而到达的极限值。以MAX1324为例，其极限值为70dB，等效位数为14位，即有0.7LSB的差错或0.017的精度。
4 运用剖析
假定咱们的体系答应0.1%的差错，且ADC答应0.075％的差错，并且假定咱们需求测验的直流信号。假如咱们选用MAX1324，其具有±1LSB的DNL差错，±1.5LSB的INL差错（0.0366％），±3LSB的失调差错（0.0732％），±4LSB的增益差错（0.0977％），5ppm／℃的温漂系数，在50℃的规模内发生0.025％的差错，合计0.0616％的差错。还有0.0134％的差错供基准电压源运用，该差错答应存在67μV的峰-峰值电压噪声（5V基准电压），若考虑负载（ADC）电流对基准的影响，其电压噪声会略小。在这种状况下，基准电压源能够满意上述条件，并且也有比较多的挑选地步。
以上比如咱们没有评论沟通功能。若在实践数据收集体系中沟通信号是被测信号，还有必要考虑沟通信号的差错，并作进一步的剖析。
5 结束语
一个功能杰出的数据收集体系不仅仅是规划原理的优化及其完成办法，体系的差错剖析是规划本钱和功能目标的必要前提条件。只要充分考虑体系各部分的差错才能使体系更好地满意规划功能要求。
本文作者立异点：本文以MAX1324为例，对较高精度的A/D在实践运用时呈现的差错和差错源进行了剖析和阐明，并结合实验论说了一些差错补偿的可行性。在实践运用中可大幅进步体系的全体功能。
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