理解ADC誤差對系統性能的影響（一）

圖1a. DNL誤差：沒(méi)有丟碼。

圖1b. DNL誤差：沒(méi)有丟碼。

圖1c. DNL誤差：丟失10碼。

圖1d. DNL誤差：AIN*數字輸入是三種可能數值之一，掃描到輸入電壓時(shí)，10碼將會(huì )丟失。

隨著(zhù)DNL誤差值的偏移（也就是說(shuō)-1LSB，+2LSB），ADC轉換函數會(huì )發(fā)生變化。偏移了的DNL值理論上仍然可以沒(méi)有丟碼。關(guān)鍵是要以-1LSB作為底限。值得注意的是DNL在一個(gè)方向上進(jìn)行測量，通常是沿著(zhù)轉換函數向上走。將造成碼［N］跳變所需的輸入電壓值和碼［N+1］時(shí)相比較。如果相差為1LSB，DNL誤差就為零。如果大于1LSB，則DNL誤差為正值；如果小于1LSB，DNL誤差則為負值。

有丟碼并非一定是壞事。如果你只需要13位分辨率，同時(shí)你有兩種選擇，一個(gè)是DNL指標≤ ±4LSB的16位ADC （相當于無(wú)丟碼的14位），價(jià)格為5美元，另一個(gè)是DNL ≤ ±1LSB的16位ADC，價(jià)格為15美元，這時(shí)候，購買(mǎi)一個(gè)低等級的ADC將大幅度地節省你的元件成本，同時(shí)又滿(mǎn)足了你的系統要求。

積分非線(xiàn)性

積分非線(xiàn)性（INL）定義為DNL誤差的積分，因此較好的INL指標意味著(zhù)較好的DNL。INL誤差告訴設計者轉換器測量結果距離理想轉換函數值有多遠。繼續我們的舉例，對于一個(gè)12位系統來(lái)講，±2LSB的INL誤差相當于2/4096或0.05%的最大非線(xiàn)性誤差（這已占去ADC誤差預算的2/3）。因此，有必要選用一個(gè)1LSB （或更好）的器件。對于±1LSB的INL誤差，等效精度為0.0244%，占ADC誤差預算的32.5%。對于0.5LSB的指標，精度為0.012%，僅占ADC誤差預算的16% （0.0125%/0.075%）。需要注意的是，無(wú)論是INL或DNL帶來(lái)的誤差，都不太容易校準或修正。

失調和增益誤差

失調和增益誤差很容易利用微控制器（μC）或數字信號處理器（DSP）修正過(guò)來(lái)。就失調誤差來(lái)講，如果轉換器允許雙極性輸入信號的話(huà)，操作將非常簡(jiǎn)單。對于雙極性系統，失調誤差只是平移了轉換函數，但沒(méi)有減少可用編碼的數量（圖2）。有兩套方法可以使雙極性誤差歸零。其一，你可以將轉換函數的x或y軸平移，使負滿(mǎn)度點(diǎn)與單極性系統的零點(diǎn)相對準（圖3a）。利用這種方法，可以簡(jiǎn)單地消除失調誤差，然后，通過(guò)圍繞“新”零點(diǎn)旋轉轉換函數可以對增益誤差進(jìn)行調節。第二種技術(shù)采用了一種迭代法。首先給ADC輸入施加一個(gè)0V電壓并執行一次轉換；轉換結果反映了雙極性零點(diǎn)失調誤差。然后，通過(guò)圍繞負滿(mǎn)度點(diǎn)旋轉轉換曲線(xiàn)實(shí)現增益調節（圖3b）。注意此時(shí)轉換函數已繞A點(diǎn)轉過(guò)一定角度，使零點(diǎn)偏離了期望的轉換函數。因此還需要進(jìn)一步的失調誤差校正。

圖2. 雙極性系統的失調誤差