Дифференциальная нелинейность

Дифференциальная нелинейность (аббревиатура DNL ) — это широко используемый показатель производительности цифро-аналоговых (DAC) и аналого-цифровых (ADC) преобразователей. Это термин, описывающий отклонение между двумя аналоговыми значениями, соответствующими соседним входным цифровым значениям. Это важная характеристика погрешности измерения в цифро-аналоговом преобразователе (ЦАП); точность ЦАП в основном определяется этой спецификацией. В идеале любые два соседних цифровых кода соответствуют выходным аналоговым напряжениям, разница между которыми составляет ровно один младший бит (LSB). Дифференциальная нелинейность — это мера отклонения наихудшего случая от идеального шага в 1 младший бит. Например, ЦАП с изменением выходного сигнала на 1,5 младшего бита при изменении цифрового кода на 1 младший бит демонстрирует дифференциальную нелинейность на 1/2 младшего бита. Дифференциальная нелинейность может быть выражена в дробных битах или в процентах от полной шкалы. Дифференциальная нелинейность, превышающая 1 младший бит, может привести к немонотонной передаточной функции в ЦАП. ^[1] Это также известно как отсутствующий код .

Дифференциальная линейность относится к постоянной зависимости между изменением выхода и входа. Для преобразователей , если изменение входного сигнала приводит к равномерному ступенчатому изменению выходного сигнала, преобразователь обладает дифференциальной линейностью. Дифференциальная линейность желательна и присуща такой системе, как однотактный аналого-цифровой преобразователь, используемый в ядерных приборах .

Формула

${\text{DNL(i)}}={{V_{\text{out}}(i+1)-V_{\text{out}}(i)} \over {\text{ideal LSB step width}}}-1$

Эффекты DNL

Если DNL АЦП меньше -1, в передаточной функции появляются недостающие коды , т.е. существуют коды, для которых отсутствует входное напряжение для получения кода на выходе АЦП.
Если DNL ЦАП больше 1, передаточная функция ЦАП становится немонотонной . Немонотонный ЦАП особенно нежелателен в приложениях управления с обратной связью , поскольку он может вызвать проблемы со стабильностью, то есть может вызвать колебания.

См. также

Интегральная нелинейность

Ссылки

^ Определения INL и DNL «Спецификация ошибки DNL меньше или равная 1LSB гарантирует монотонную передаточную функцию без пропущенных кодов». https://www.analog.com/en/technical-articles/inldnl-measurements-for- типы-highspeed-adcs.html

Внешние ссылки

Измерения INL/DNL для высокоскоростных аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Примечание по применению 283 от Analog Devices
Понимание преобразователей данных

Эта статья, посвященная электронике, незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[1] Определения INL и DNL «Спецификация ошибки DNL меньше или равная 1LSB гарантирует монотонную передаточную функцию без пропущенных кодов». https://www.analog.com/en/technical-articles/inldnl-measurements-for- типы-highspeed-adcs.html

[1]