ADC DC性能与ADC选型的关系

在文章 ADC知多少？中，介绍了ADC的直流特性，包括：INL，DNL，Gain Error以及Offset Error.

01 INL（积分非线性）

但是在那一篇中，匆匆讲了一下INL，是因为当时，如何将INL的两个定义等效起来，还不太能理解。今天再看，发现又理解了。所以今天再补充讲一下。

INL有两种定义：

(1)  实际的传输函数偏离理想传输函数的程度

(2)  给定输入的情况下，至该输入的所有码元的DNL的累积。

上篇中讲到DNL是实际码元宽度与实际1LSB之间的差值(对任一码元)，即DNL(N+1)=V(N+1)-V(N)-(Videal(N+1)-Videal(N))。其中，V(N+1)是第N个码元转换至第N+1个码元时所对应的模拟输入电压。而Videal(N+1)是V(N+1)的理想值。

两种定义的等效，可以见下图：

02 直流性能与ADC器件选型的关系

ADC的直流误差，可以以两种形式来计算，分别是RSS(root-sum-square)和worst-case method.

其中:

RSS方法时，其计算公式为:

Worst-case method时，其计算公式为：

以RSS方法为例，考虑到offset Error和Gain Error可以校准掉，这里只考虑DNL和INL。假设你想要你的ADC在测量直流时，希望ADC具有10bit的有效位。那是不是只要选择12bit的ADC，就一定合适呢。答案是:

But Why?看我慢慢算啊。

假设你的INL和DNL都是±4LSB，那TUE=5.656LSB，则12位的ADC的有效位就降至log2(2^12/5.656)=9.5bit，有效位没有到10bit呀。

审核编辑：汤梓红