1、dac基礎(chǔ)知識：靜態(tài)技術(shù)規(guī)格 全部之間的個性就是技術(shù)規(guī)格的定義以及解釋。這篇文章將會論述靜態(tài)dac技術(shù)規(guī)格。靜態(tài)dac技術(shù)規(guī)格包括對dac在dc域中所具有的特性的描述。在dc域中時，dac的數(shù)字與模擬定時現(xiàn)象不屬于這一組技術(shù)規(guī)格。 圖1雖然這3個dac拓撲互不相同，但它們的技術(shù)規(guī)格與電氣描述十分類似。一個主要的靜態(tài)dac技術(shù)規(guī)格就是抱負轉(zhuǎn)換函數(shù)(圖2)。在對這個一般轉(zhuǎn)換函數(shù)的圖示中，可以輕松地體味和理解零代碼、偏移、滿量程以及增益的定義。一旦你理解了上述概念，差分非線性 (dnl)，積分非線性 (inl)以及單調(diào)性技術(shù)規(guī)格也就再次成為抱負轉(zhuǎn)換函數(shù)的另一個導(dǎo)函數(shù)。圖2抱負dac轉(zhuǎn)換函數(shù)圖2顯示了

2、一個dac是如何為數(shù)字輸入代碼的一個離散數(shù)值生成單個模擬輸出值的方式。圖中數(shù)字輸入代碼的挨次是單極的，其中代碼以標準二進制的方式增強。圖2中dac轉(zhuǎn)換函數(shù)的模擬范圍是從零至模擬輸出滿量程 (fs) 值。dac基準 (vref) 建立了轉(zhuǎn)換器的最低有效位 (lsb) 或代碼寬度，并且設(shè)定了滿量程范圍 (fsr)。lsb的大小等于vref/ 2n。在圖2中，“n”等于轉(zhuǎn)換器的辨別率，而2n等于轉(zhuǎn)換器單個位的數(shù)量。dac所具有的代碼的數(shù)量等于2n。對于3位轉(zhuǎn)換器來說，代碼數(shù)量等于23或8。這個抱負轉(zhuǎn)換函數(shù)的轉(zhuǎn)換公式為vout = vref x (code/2n)，并且滿量程輸出電壓等于vref 1l

3、sb。零代碼誤差圖3中，dac的零代碼誤差是最易理解的靜態(tài)技術(shù)規(guī)格。我們假定這個值是針對一個單極、單電源dac而言的，這個dac的徹低抱負最小輸出電壓為0伏。當(dāng)將數(shù)字0值載入到dac寄存器中時，零量程誤差浮現(xiàn)在dac的模擬輸出引腳上。這個誤差是由內(nèi)部輸出的輸出擺動性能導(dǎo)致的。對于單電源dac來說，零量程誤差始終為正當(dāng)，而這個技術(shù)規(guī)格的單位為毫伏或微伏。圖3dac的內(nèi)部輸出放大器因不能達到負電源軌而導(dǎo)致的零誤差運行狀態(tài)。偏移誤差然而，偏移誤差是不同的。偏移誤差在囫圇dac轉(zhuǎn)換曲線的大部分范圍內(nèi)存在。在圖4中，在抱負轉(zhuǎn)換曲線的每一個代碼上，模擬偏移誤差都會變幻。從圖中你能夠看到，在沿著x軸的垂直方

4、向上，具有偏移誤差的轉(zhuǎn)換曲線與抱負曲線的相同程度。這個技術(shù)規(guī)格的單位通常為毫伏。圖4偏移誤差可為正，亦可為負，但是它始終以同樣的誤差影響著每一個代碼。增益誤差增益誤差這個概念有些難以理解?？偟膩碚f，增益誤差描述的是抱負dac曲線斜率的變幻。圖5對這個概念舉行了解釋。增益誤差技術(shù)規(guī)格通常以fsr的百分比來表示，并且在消退偏移誤差之后舉行計算。圖5dac的增益誤差使抱負轉(zhuǎn)換函數(shù)圍著零交錯點旋轉(zhuǎn)。差分非線性差分非線性 (inl) 是一個靜態(tài)技術(shù)規(guī)格，有時也被稱為差分線性。dnl是實際模擬輸出步長與1lsb的抱負步長值的最大偏離。這在囫圇實際轉(zhuǎn)換函數(shù)曲線上舉行評估(圖6)。因為每個代碼大概都需要調(diào)節(jié)，

5、所以很難校準這個dac誤差。圖6dnl代表每個實際電壓輸出與抱負曲線間的差異。一個12位dac dnl誤差曲線，其中x軸等于dac代碼(0至4095)，而y軸等于dnl。例如，一個對于1 lsb數(shù)字代碼變幻發(fā)生1.5 lsb輸出轉(zhuǎn)變的dac表現(xiàn)出0.5 lsb的差分非線性。dnl大于1大概解釋存在缺失的代碼。差分非線性的測量單位為分數(shù)位或滿量程的百分比。浮現(xiàn)dnl問題的dac所生成的誤差會影響到增益控制應(yīng)用。單調(diào)性作為一名音樂家，我從來都不理解這個術(shù)語的來源。在音樂領(lǐng)域，單調(diào)的定義就是惟獨一個音調(diào)。但接下來我們要從另外一個角度來看看這個dac技術(shù)規(guī)格的定義。少于 -1 lsb的差分非線性為da

6、c產(chǎn)生一個非單調(diào)轉(zhuǎn)換函數(shù)(圖7)。假如dac是非單調(diào)的，那么dac模擬輸出的振幅小于數(shù)字輸入代碼的增強量，反之亦然。圖7非單調(diào)dac運行狀態(tài)在模數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系中浮現(xiàn)反轉(zhuǎn)。一個dac所表現(xiàn)出的任何非單調(diào)運行狀態(tài)無法確定是否會對系統(tǒng)造成影響。例如，在音頻應(yīng)用中，聽眾能夠聽到一個短暫的較小的模擬輸出電壓，而無法察覺較大的輸入代碼。在另外的應(yīng)用中，這會是一個很顯然的問題，有可能導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩。例如，在一個dc電機控制系統(tǒng)中，相對于輸入代碼的增強而產(chǎn)生的模擬輸出電壓削減，大概很簡單地被誤會為系統(tǒng)將通過削減輸入代碼來執(zhí)行校正。積分非線性另外一個dac靜態(tài)技術(shù)規(guī)格為積分非線性 (inl)，它是dac真切轉(zhuǎn)換函數(shù)到抱負轉(zhuǎn)換函數(shù)輕微偏離的測量值(圖8)。積分非線性、線性誤差、或者inl是dnl誤差的最高值。這個技術(shù)規(guī)格用法最優(yōu)直線或端到端(端點線性)直線來量化inl，單位為lsb。圖8inl技術(shù)規(guī)格定義了最優(yōu)直線或端到端直線與抱負dac轉(zhuǎn)換函數(shù)之間的最差狀況距離。諸如仲裁波形發(fā)生器的應(yīng)用需要有較好的inl。在數(shù)據(jù)表之間比較技術(shù)規(guī)格當(dāng)將一個數(shù)據(jù)表與另一個數(shù)據(jù)表舉行比較時，技術(shù)規(guī)格大概會有不同的測量單位。例如，在一個數(shù)據(jù)表中，偏移誤差的單位大概是伏，而在另外一個數(shù)據(jù)表中，單位大概是lsb或fsr的百分比。表1提供了在lsb、伏、fsr百分比和ppm(百萬分率)之間的轉(zhuǎn)換計算辦法。表1 技術(shù)規(guī)格單位轉(zhuǎn)換結(jié)