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DAC基础知识:静态技术规格

作者:时间:2015-07-06来源:网络收藏

  差分非线性

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/276860.htm

  差分非线性 (INL) 是一个规格,有时也被称为差分线性。DNL是实际模拟输出步长与1LSB的理想步长值的最大偏离。这在整个实际转换函数曲线上进行评估(图6)。由于每个代码也许都需要调整,所以很难校准这个误差。

  

 

  图6

  DNL代表每个实际电压输出与理想曲线间的差异。一个12位 DNL误差曲线,其中x轴等于代码(0至4095),而y轴等于DNL。

  例如,一个对于1 LSB数字代码变化发生1.5 LSB输出改变的DAC表现出0.5 LSB的差分非线性。DNL大于1也许说明存在缺失的代码。差分非线性的测量单位为分数位或满量程的百分比。出现DNL问题的DAC所生成的误差会影响到增益控制应用。

  单调性

  作为一名音乐家,我从来都不理解这个术语的来源。在音乐领域,单调的定义就是只有一个音调。但接下来我们要从另外一个角度来看看这个DAC技术规格的定义。

  少于 -1 LSB的差分非线性为DAC产生一个非单调转换函数(图7)。如果DAC是非单调的,那么DAC模拟输出的振幅小于数字输入代码的增加量,反之亦然。

  

 

  图7

  非单调DAC运行状态在模数转换关系中出现反转。

  一个DAC所表现出的任何非单调运行状态无法确定是否会对系统造成影响。例如,在音频应用中,听众能够听到一个短暂的较小的模拟输出电压,而无法察觉较大的输入代码。在另外的应用中,这会是一个很明显的问题,有可能导致系统振荡。例如,在一个DC电机控制系统中,相对于输入代码的增加而产生的模拟输出电压减少,也许很容易地被误解为系统将通过减少输入代码来执行校正。

  积分非线性

  另外一个DAC规格为积分非线性 (INL),它是DAC真实转换函数到理想转换函数轻微偏离的测量值(图8)。积分非线性、线性误差、或者INL是DNL误差的最高值。这个技术规格使用最优直线或端到端(端点线性)直线来量化INL,单位为LSB。

  

 

  图8

  INL技术规格定义了最优直线或端到端直线与理想DAC转换函数之间的最差情况距离。

  诸如仲裁波形发生器的应用需要有较好的INL。

  在数据表之间比较技术规格

  当将一个数据表与另一个数据表进行比较时,技术规格也许会有不同的测量单位。例如,在一个数据表中,偏移误差的单位也许是伏,而在另外一个数据表中,单位也许是LSB或FSR的百分比。表1提供了在LSB、伏、FSR百分比和PPM(百万分率)之间的转换计算方法。

  

 

  表1 技术规格单位转换

  结论

  DAC的偏移、增益、INL、和DNL运行状态会以多种方式影响总体系统的有效性。但是,还有很多其它的影响因素。在这个DAC系列的第4部分,我们将涉及动态技术规格的定义,诸如稳定时间、毛刺脉冲和噪声。

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关键词: DAC 静态技术

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