ADC的积分非线性和微分非线性【转载】

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模数器件的精度指标是用积分非线性度（Interger NonLiner）即INL值来表示。也有的器件手册用 Linearity error 来表示。他表示了ADC器件在所有的数值点上对应的模拟值，和真实值之间误差最大的那一点的误差值。也就是，输出数值偏离线性最大的距离，单位是LSB（即最低位所表示的量）。比如12位ADC：TLC2543，INL值为1LSB。那么，如果基准4.095V，测某电压得的转换结果是1000，那么，真实电压值可能分布在0.999~1.001V之间。对于DAC也是类似的。比如DAC7512,INL值为8LSB，那么，如果基准4.095V，给定数字量1000，那么输出电压可能是0.992~1.008V之间。

下面再说DNL值。理论上说，模数器件相邻量个数据之间，模拟量的差值都是一样的。就相一把疏密均匀的尺子。但实际并不如此。一把分辨率1毫米的尺子，相邻两刻度之间也不可能都是1毫米整。那么，ADC相邻两刻度之间最大的差异就叫差分非线性值（Differencial NonLiner）。DNL值如果大于1，那么这个ADC甚至不能保证是单调的，输入电压增大，在某个点数值反而会减小。这种现象在SAR（逐位比较）型ADC中很常见。举个例子，某12位ADC，INL=8LSB，DNL=3LSB（性能比较差），基准4.095V，测A电压读数1000，测B电压度数1200。那么，可判断B点电压比A点高197~203mV。而不是准确的200mV。对于DAC也是一样的，某DAC的DNL值3LSB。那么，如果数字量增加200，实际电压增加量可能在197~203mV之间。



总结：
（1）INL(Interger NonLinear,Linearity error)精度。理解为单值数据误差，对应该点模拟数据由于元器件及结构造成的不能精确测量产生的误差。
（2）DNL(Differential NonLinear)差分非线性值。理解为刻度间的差值，即对每个模拟数据按点量化，由于量化产生的误差。
例子：
(1)INL，精度
比如12位ADC：假设基准Vref=4.095V,那么1LSB=Vref/2^12=0.001V。
如果精度为1LSB，则它的单值测量误差0.001V*1=0.001V,比如测量结果1.000V，实际在1.000+/-0.001V范围。
如果精度为8LSB，则他的单值测量误差0.001V*8=0.008V,比如测量结果1.000V，实际在1.000+/-0.008V范围

(2)DNL，差分非线性值
比如12位ADC：假设基准Vref=4.095V,那么1LSB=Vref/2^12=0.001V。不考虑精度，即精度为0LSB，没有单值误差。
如果DNL=3LSB=0.001V*3=0.003V，假设A实际电压为1.001V,B实际电压为1.003V。理论上A点读数1.001V/1LSB=1001，B点读数1.003V/1LSB=1003，B-A=2,B>A，但由于DNL=3LSB=0.003V,模拟数据间的量化误差有0.003V，那么B-A会在-1(2-3=-1)到+5(2+3=5)之间的某一个数。

tangwei039

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RAMILE

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ersha4877

学习下，以后好看看，谢谢