数据采集系统的关键性能指标(07-100)

　　输入偏移

　　假定所有其他误差都是零，输入偏移是测量输入和实际输入电压之间恒定差值。例如，若输入偏移电压是+0.1V，则理想1V、2V和5V输入信号测量将分别提供读数1.1V、2.1V和5.1V。

　　在实际系统中，其他3个误差决不会是零，这使输入偏移测量复杂化。基于此原因，大多数性能指标定义输入偏移是在0V的测量误差。

　　某些DAQ产品提供自动调零能力。这种性能驱使输入偏移误差到零或至少到足够小的电平，使其贡献相对于其他误差不再是明显的。

　　增益误差

　　在说明此误差时，假定所有其他误差都是零。在此情况下，增益误差是实际系统和理想系统之间的每位电压斜率差。例如，增益误差是1%，则增益误差在1V应是10mV，而10V的误差应是10倍大的100mV。

　　在实现系统中，其他误差不是零，增益误差通常定义为满标读时的测量误差，例如，在0~10V范围实例中，假定10V或接近10V(如9.9V)时，误差是1mV，则增益误差标定是100X(0.001/10)或0.01%。对于较高精度的测量系统，增益误差往往标定百万分之几(ppm)，而不是几百分之几。

　　为了用ppm计算误差，用1百万乘输入范围分式的输入误差。在实例中，0.01%应等于1,000,000(0.001/10)或100ppm。

　　尽管很多产品提供自动定标，可以降低增益误差，但增益误差不像输入偏移误差，不可能完全消除。这是因自动增益定标是相对于内部供电的参考电压。

　　参考电压有自己本身的误差，参考电压中的任何误差都会转化进增动态范围(dB)益误差。当增益误差相对于系统其他误差变小时，改善参考电压精度会变得不太经济。

　　非线性度

　　非线性度是实际电压的输入测量曲线和理想的直线之间的差值。非线性误差有两个成分：INL积分非线性和差分非线性(DNL)。

　　在大多数DAQ系统中，INL是重要的性能指标，通常以位表示，表明由电压读数曲线偏离直线所引起的最大误差贡献。尽管描述概念有某些困难，但容易用图1描绘。

　　DNL描述A/D变换器增加或减少1位所需要的输入电压改变之间的抖动。在理想的变换器中，电压从一个读数增加到下一个较高的读数是相等的，并严格等于系统分辨率。

　　例如，一个10V输入范围的16位系统，每位的分辨率是152.6?V。一个理想的变换器每次增加1位数字输出，其输入电压应增加152.6?V。然而，A/D变换器不是理想的，而电压增量所需移到下一个较高位不是一个固定数。

　　DNL通常应该是±1LSB或更小。DNL性能指标±1LSB表明丢失码是可能的。A/D丢失码会损害测量精度。