Погрешности цифрового преобразования

Аддитивная Мультипликативная

Погрешность смещения Погрешность усиления

Для большинства цифровых преобразователей (АЦП ) погрешности линейного типа: аддитивные и мультипликативные ( их часто называют погрешностями смещения и усиления соответственно) могут быть практически полностью устранены. Труднее устранить погрешности связанные с нелинейностью передаточной характеристики.

Интегральная нелинейность Дифференциальная нелинейность.

Интегральная нелинейность определяется максимальным отклонением функции преобразования от идеальной прямолинейной характеристики при нулевых значениях погрешности смещения и усиления.

Дифференциальная нелинейность – это отклонение величины одного из квантов от его идеального аналогового значения, если она превышает один квант, то в выходном сигнале может отсутствовать одна из кодовых комбинаций.

Интегральную нелинейность ( а также погрешности смещения, усиления ) выражают в долях кванта или в процентом значении аналоговой величины в конечной точке для характеристики преобразования; произвольной – смещения, и в точке max уклонения - интегральной

Дифференциальная нелинейность – это отклонение действительных ступеней квантования от их среднего значения

В заключение приведем паспортные точностные характеристики конкретного цифрового преобразователя.

1. Параметры функции преобразования

- число разрядов двоичного кода 16

- диапазон входных напряжений, В -10.24 10.24

- диапазон частот входного напряжения, кГц0 10

- номинальная единица младшего разряда 1/2¹⁶

2. Статические характеристики точности АЦП и ЦАП в нормальных условиях (первая группа параметров по ГОСТ 2261-76):

2.1. Пределы допускаемой погрешности от нелинейности коэффициента преобразования, % 0.003

2.2. Пределы допускаемой дифференциальной нелинейности 1/2¹⁷

2.3. Предел допускаемого среднеквадратического отклонения случайной погрешности, мкВ 50

3. Изменения статических характеристик точности в рабочих условиях (вторая группа параметров по ГОСТ 2261-76):

3.1. Пределы допускаемых изменений, вызванных отклонением температуры окружающей среды t[1035]C от нормальной температуры, равной 20C:

погрешности от нелинейности, % 310^-4

дифференциальной нелинейности, % 0.1/2¹⁶

мультипликативной погрешности, % 310^-4

аддитивной погрешности, мкВ 10

3.2. Пределы допускаемых изменений, вызванных отклонением напряжения питания сети U[198242]В от нормального значения 2204В:

погрешности от нелинейности, % 210^-4

дифференциальной нелинейности, % 0.1/2¹⁷

мультипликативной погрешности, % 210^-4

3.3. Пределы допускаемых изменений за 3 часа и 8 часов (дрейф):

мультипликативной погрешности, % 10^-3 и 210^-3

аддитивной погрешности, мкВ 100 и 200

4. Параметры аналогового сопряжения:

номинальное значение сопротивления аналогового входа, кОм 10

номинальное значение сопротивление нагрузки, кОм 1

5. Динамическая характеристика:

верхняя граница времени установления, мкс 50

ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕКОТОРЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Тип микросхемы	Тип преобр-зователя	Метод преобразования	Число разрядов	Время пре-вания, мкс	Абсолютная погрешность в конечной точке шкалы	Дифферен-циальная нелинейность,%	Зарубежный аналог
572ПА1А,В	ЦАП	R-2R	10	5	0.02	0.1(А), 0.4(В)	AD 7520
572ПА2А,В	ЦАП	R-2R	12	10	0.01	0.025(А), 0.1(В)
594ПА1	ЦАП	Cекционные переключатели взвешенных токов	12	3.5	0.01	0.012	AD 562
1108ПА1А,Б	ЦАП	То же	12(А),10(Б)	0.4	0.01	0.024	AD 1562
1108ПА1,2	ЦАП	То же	8(1),10(2)	20 нс(1) 50 нс(2)	0.5(1),0.2(2)	0.15
572ПВ1А,Б	АЦП	Поразрядного уравновешивания	12	130	0.05(А), 0.1(Б)	0.1(А),0.2(Б)	AD 7570
1107ПВ1	АЦП	Параллельного действия	6	0.1	0.5	0.5	TDC 1007
1108ПВ1А,Б	АЦП	То же	10	0.9	1(А),3(Б)	0.3(А), 0.75(Б)
1113ПВ1А,Б	АЦП	Последоват-х приближений	10	30	0.1(А), 0.2(Б)	0.1(А),0.2(Б)	AD 571