模数转换器 (ADC) 应用中的误差分析
出处:维库电子市场网 发布于:2023-12-08 17:31:12
本文通过不同的例子深入讨论ADC系统误差分析。
信号链中的典型错误
图 1 显示了电阻电流传感应用的框图 。
电阻电流传感应用的框图。图 1. 电阻电流传感应用的框图。图片由Analog Devices提供尽管 ADC 是关键组件,但它只是测量系统中的一个误差源。可能还有其他几个组件,例如滤波器、放大器、ADC 输入驱动器和电压基准,这些组件会给系统增加额外的误差。这些组件的非理想性表现为系统整体失调误差、增益误差或非线性的增加。根据应用和电路拓扑,特定组件的错误可能比其他组件更严重。
ADC 增益误差取决于信号电平
在继续之前,我们需要强调增益误差和失调误差之间的一个重要区别:与失调误差不同,增益误差取决于信号电平。为了更好地理解这一点,请考虑下面描述的 3 位 ADC 的特性曲线(图 2),其偏移误差为 -1.5 LSB(有效位)。
具有 -1.5 LSB 偏移误差的 3 位 ADC 特性曲线示例。图 2. 具有 -1.5 LSB 偏移误差的 3 位 ADC 特性曲线示例。图片由Microchip提供请注意,偏移误差会使整个传递函数移动相同的值。换句话说,无论输入信号电平如何,它都会引入相同的误差值。然而,增益误差的情况并非如此。下图 3 显示了增益误差为 +1.5 LSB 的 3 位 ADC。
具有 +1.5 LSB 增益误差的 3 位 ADC 绘图示例。
图 3.具有 +1.5 LSB 增益误差的 3 位 ADC 绘图示例。图片由Microchip提供对于输入范围上端(约 1.4 V)的输入信号,增益误差为 +1.5 LSB;然而,在输入范围的下端,误差为零。对于范围中点的输入,增益误差约为 +0.75 LSB。因此,增益误差与输入信号成比例。这意味着,如果在特定应用中输入电平始终小于满量程值,则有效增益误差只是额定值的一部分。上一篇:并联网络的等效电阻
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