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千金-益母颗粒影響ADC總精度的因素模擬電子技術電子工

发布时间:2020-02-15 14:11:00

影响ADC总精度的因素 - 模拟电子技术 - 电子工程

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 (TUE)

曾经想到过ADC的TUE技术规格中的“总”代表什么吗它是不是简单到将ADC数据表的所有DC误差技术规格(即偏移电压,增益误差,INL)相加,还是要更复杂一些事实上,TUE是总系统误差相对于ADC工作输入范围的比率

更确切地说,TUE是单位为最低有效位 (LSB) 的DC误差技术规格最低有效位 (LSB) 代表ADC的实际和理想传递函数之间的最大偏离这个技术规格假定未执行系统级校准在概念上,TUE是ADC运行方式中以下非理想类型数值的组合:

● 偏移误差 (VOS):如图1所示,ADC实际和理想传递曲线间的恒定差异这个值是测得的将ADC输入短接至地而获得的数字输出

图1. ADC偏移误差与输入电压之间的关系

● 增益误差:ADC输出的实际和理想斜率之间的差异他通常表示为满量程输出码上的ADC范围或最大误差的比率如图2中所示,增益误差的绝对值在模拟输入接近满量程值时增加

图2. ADC增益误差与输入电压之间的关系

● 积分非线性 (INL):实际ADC传递曲线到理想直线运行方式的最大非线性偏离ADC的INL响应没有一定的形状,并且取决于内部电路架构,以及由前端信号调节电路导致的失真

图3. ADC INL误差与输入电压之间的关系

大多数ADC数据表指定所有上述DC误差的典型值和最大值,但是未指定TUE这方面的数值计算TUE的最大值可不像将所有单独的DC误差最大值加在一起那么简单这是因为所有这些误差是不相关的,并且在出现最差偏移的情况下,增益和线性误差也许不全都出现在ADC传递函数的同一个输入电压上因此,误差的简单求和也许使系统精度看起来未必那么差这在应用的动态范围被限制在传递函数的中间时更是如此

在这典型数据采集系统中,与ADC在一起的还有一个输入驱动器和一个电压基准,他们也会影响总体偏移和增益误差因此,在大多数没有校准的系统中,偏移和增益误差决定了计算TUE最大值时用到的INL计算特定模拟输入电压上的最大TUE的推荐方法是,那一点上所有单个误差最大值的和方根,(方程式1)将所有这些误差转换为同样的单位很重要,通常转换为LSB

方程式1生成一个针对TUE的典型“蝴蝶结”形状的误差图对于具有较高偏移误差的系统,“蝴蝶结”图有一个更厚的结(图4A)相反,对于增益误差较高的系统,“蝴蝶结”的结变薄,而弓形变厚(图4B)

图4.“蝴蝶结”形状的ADC TUE与输入电压间的关系

总的来说,由于误差取决于ADC工作时的输入电压范围,所以没有计算ADC最大TUE的确定公式如果系统不要求采用整个ADC输入范围,你可以通过使ADC远离其传递函数的端点运行来大大减少TUE

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