Интегральная нелинейность (погрешность линейности).
Это максимальное отклонение линеаризированной реальной характеристики
преобразования от прямой линии, проходящей через крайние точки этой
характеристики преобразования АЦП.
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ НЕЛИНЕЙНОСТЬ (DNL).
Это отклонение фактической разности уровней (входного сигнала АЦП),
соответствующих двум соседним переключениям кода, от идеального значения этой
разности, равной 1 МЗР. Для идеального АЦП разница уровней между соседними
переключениями кода в точности равна 1 МЗР.
МОНОТОННОСТЬ ФУНКЦИИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ - это неизменность знака
приращения (при наличии шумов — усредненного приращения) выходного сигнала
АЦП при монотонном изменении входного преобразуемого сигнала, но
монотонность не гарантирует малых значений DNL.
Поэтому для высококачественных АЦП, погрешности которых соответствуют их
разрядности, погрешность дифференциальной линейности нормируют так, чтобы она
не превышала по модулю значения младшего разряда (например, DNL = ± 0.5 q).
ПОГРЕШНОСТЬ ПОЛНОЙ ШКАЛЫ ИЛИ ОШИБКА НА
ПОЛОЖИТЕЛЬНОМ КОНЦЕ ШКАЛЫ
Это отклонение уровня входного сигнала, соответствующего последнему
переключению кода от идеального значения , после того как была откорректирована
погрешность биполярного нуля или униполярного смещения (соответственно для
биполярного и униполярного режимов работы).
ОШИБКА НА ОТРИЦАТЕЛЬНОМ КОНЦЕ ШКАЛЫ
Это отклонение уровня входного сигнала, соответствующего первому
переключению кода от идеального значения, после того как была откорректирована
погрешность биполярного нуля.
ПОГРЕШНОСТЬ НУЛЯ
Переключение кода с главным переходом должно происходить при уровне на
аналоговом входе - 0.5МЗР относительно “аналоговой” земли (AGND). Погрешность
нуля определяется как отклонение фактического уровня этого переключения от
приведенного значения. Погрешность нуля указывается при определенной
температуре, а температурный дрейф определяет ее максимальное изменение в
указанном температурном диапазоне.
ПОГРЕШНОСТЬ УНИПОЛЯРНОГО СМЕЩЕНИЯ
Это отклонение уровня, соответствующего первому переключению кода (чаще
всего от 00...00 к 00...01), от идеального значения (AGND +0.5МЗР).
ПОГРЕШНОСТЬ БИПОЛЯРНОГО НУЛЯ
Это отклонение уровня, соответствующего переключению кода в середине
шкалы от идеального значения.
ПОГРЕШНОСТЬ КОЭФФИЦИЕНТА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
(ПОГРЕШНОСТЬ УСИЛЕНИЯ, МУЛЬТИПЛИКАТИВНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ)
Разность между действительным и номинальным значениями коэффициента
преобразования. При этом номинальное значение коэффициента преобразования
определяется тангенсом угла наклона к оси абсцисс прямой, проведенной через
начальную и конечную точки идеальной характеристики преобразования АЦП, а
действительное значение коэффициента преобразования прямой, проведенной через
начальную и конечную точки реальной характеристики преобразования.
КОЭФФИЦИЕНТ ПОДАВЛЕНИЯ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ИСТОЧНИКОВ
ПИТАНИЯ (КОЭФФИЦИЕНТ ПОДАВЛЕНИЯ ПОМЕХИ ПО НАПРЯЖЕНИЮ
ПИТАНИЯ)
Это отношение изменения диапазона полной шкалы или входного напряжения
смещения к изменению напряжений питания.
ВРЕМЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОСЛЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ
Это время, которое требуется АЦП для достижения номинальной точности после
перенапряжения на аналоговом входе (на 50 % больше диапазона полной шкалы), и
измеряемое от того момента, когда входное напряжение возвращается в пределы
входного диапазона АЦП.
ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ
Полоса пропускания малого сигнала.
ПОЛОСА ЧАСТОТ ПОЛНОЙ МОЩНОСТИ
Это такая частота входного сигнала с размахом, равным полной шкале, при
которой амплитуда восстановленной основной составляющей, определяемой при
помощи БПФ, уменьшается на 3 дБ. Полоса частот полной мощности уже чем полоса
пропускания.
РАБОЧАЯ ПОЛОСА ЧАСТОТ
Номинальный диапазон частот входного сигнала заданный разработчиком
прибора, в котором при заданной частоте дискретизации нормируются
метрологические характеристики. Уже чем полоса пропускания частот полной
мощности.
ВРЕМЯ ВЫБОРКИ УВХ
Это время, которое требуется после окончания преобразования (именно в этот
момент УВХ возвращается в режим выборки), чтобы напряжение на выходе УВХ
достигло своего окончательного значения с точностью ±1/2 МЗР. Этот временной
параметр применим также к тем случаям, когда входное напряжение на аналоговом
входе изменяется ступенчато. Это значит, что нужно выждать в течение этого
времени после окончания преобразования или после ступенчатого изменения
входного напряжения прежде чем начинать очередное преобразование, чтобы
гарантировать работу ИС в соответствии со спецификациями.
АПЕРТУРНАЯ ЗАДЕРЖКА
Апертурная задержка характеризует работу входного УВХ и измеряется от
переднего фронта тактового сигнала или сигнала управления до фактического
момента начала выборки входного сигнала
АПЕРТУРНАЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ (НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ
МОМЕНТА ВЫБОРКИ)
Это вариация апертурной задержки в последовательных отсчетах; проявляется
как шум на входе АЦП.
ВРЕМЯ УСТАНОВЛЕНИЯ
Время, необходимое АЦП для достижения номинальной точности после того,
как на его вход (или вход встроенного УВХ) был подан ступенчатый сигнал равный
полному диапазону входного сигнала.
КОНВЕЙЕРНАЯ ЗАДЕРЖКА (ЛАТЕНТНОСТЬ)
Это число тактовых периодов между началом преобразования и появлением на
выходных линиях соответствующего результата.
После этого, на каждом тактовом периоде выводится новый результат
преобразования.
ПОЛОСА ЧАСТОТ ПОЛНОЙ ЛИНЕЙНОСТИ
Это такая входная частота, при которой достигается предел максимальной
скорости нарастания выходного напряжения УВХ. При такой частоте амплитуда
восстановленной основной составляющей уменьшается не более чем на -0.1 дБ. Когда
входная частота превышает эту частоту, искажения дискретизированного входного
сигнала значительно увеличиваются.
Вопрос №7. АЦП параллельного типа (Л1: р.2.2.1, 2.2.2)
Схема реализации параллельного способа для 3-разрядного числа показана на
рис.2.1. Для реализации 3-разрядного преобразователя необходимо использовать семь
компараторов и семь соответствующих эквидистантных опорных напряжений, образуемых с помощью делителя.
Если приложенное входное напряжение не выходит за пределы диапазона от 5/2
UEMP до 7/2 UEMP , то компараторы с 1-го до 5-го устанавливаются в состояние "1", а
компараторы с 4-го по 7-й в состояние "0". Необходимы логические схемы,
преобразующие эти состояния в число 3. В табл.2.2 представлена зависимость между состояниями компараторов и соответствующим двоичным числом.
Необходимое преобразование можно произвести, используя шифратор приоритета,
подключенный через буферный регистр к выходам компаратора. Включение буферного
регистра необходимо для того, чтобы избежать ошибки в результате, если входное
напряжение изменяется, за время преобразования.
Рассмотрим, например, переход от трех к четырем, или в двоичном коде от 011 к 100.
Если старший разряд вследствие меньшего времени задержки изменит свое состояние
раньше других разрядов, то временно возникает число 111, т.е. семь. Величина ошибки
соответствует половине измеряемого диапазона. Так как результаты АЦ - преобразования
записываются, как правило, в запоминающее устройство, существует вероятность
получить полностью неверную величину. Решить эту проблему можно, например,
предотвратив с помощью схемы выборки-хранения изменение входного напряжения в течение времени измерения.
Однако при этом способе ограничивается допустимая частота входного
напряжения. Кроме того, вероятность изменения выходных состояний компараторов
полностью не исключается, поскольку быстрые схемы выборки - хранения обладают
заметным дрейфом. Этот недостаток устраняется схемой запоминания цифровой
величины на выходе компаратора, срабатывающий по фронту триггер, который при
воздействии тактового сигнала запускает следующие последовательностные схемы. В
этом случае обеспечивается сохранение стационарного состояния на выходе
приоритетного шифратора при действии фронта импульса, запускающего триггер.
Компараторы устанавливаются в состояние "1" по очереди снизу вверх. Такая
очередность не гарантируется при крутых фронтах импульса, так как из-за различия во
временах задержки компараторы могут переключаться в другом порядке. Это
переходное состояние при определенных обстоятельствах может записаться в триггеры,
а именно, когда фронт импульса, запускающего триггеры, и фронт сигнала совпадают.
Приоритетное кодирование позволяет избежать этого благодаря тому, что единицы в
младших разрядах не принимаются во внимание.
Время выборки должно быть меньше времени задержки компаратора, а ее начало
определяется фронтом запускающего импульса. Различие во временах задержки
обуславливает временную неопределенность (апертуру) результата. Чтобы снизить ее
величину до обоснованного уровня, целесообразно применить компараторы с малым
временем задержки.
Код, формируемый АЦП (по рис.2.1)
Z = Ua/UEMP = 7 Ua/Uоп
Описанный способ АЦ - преобразования самый быстрый; благодаря параллельной
работе каскадов для ЭСЛ - схем частота обрабатываемых сигналов достигает 50 МГц.