ADC中的ABC：理解ADC误差对系统性能的影.
系统分析中ADC的几个关键指标（2）
系统分析中ADC的几个关键指标（2）ADC增益能力ADC电路内的模拟和/或数字增益有时明显，有时却不那么明显。
例如，基本SAR-ADC便没有模拟增益能力。
只要您查看数据表的首页和简化版ADC电路图，就会很容易知道这一点。
另一方面，一些SAR-ADC具有内部可编程增益放大器(PGA)电路。
这种PGA功能提供一种器件内部模拟增益。
尽管这是一种方便的增益模块，但是有一点很重要，那就是要注意位数不随PGA增益变化而改变。
唯一明显的变化是ADC的输入范围和码宽(LSB)电压。
随着PGA增益的增加，ADC 的输入范围缩小。
如果转换器拥有12位以上，则或许可以通过转换器实现数字(或者过程)增益。
如果您使用一个24位ΔΣ ADC，则您会发现4,096个能产生12位码的输出码位置。
一个24位ADC的输出码数为224即16,777,216码。
功耗至于功耗，您可以利用SAR-ADC实现降耗功能。
SAR-ADC在转换某个信号时会产生功耗。
SAR-ADC通过输入模拟信号的“快照”产生一个数字输出码。
当SAR-ADC不在转换时，器件进入睡眠模式。
这种特性在电池供电型应用中很有用。
ΔΣ转换器的功耗模型不同于SAR-ADC。
ΔΣ转换器获取众多输入信号采样，然后把这些采样组合成一个输出码表示。
在输出有效期间，转换器继续采样，以为下一输出码做准备。
ΔΣ转换器没有这种方便的SAR-ADC即降功耗功能。
吞吐量计时尽管SAR-ADC和ΔΣ转换器都发射串行输出数据流(代表其转换)，但是在其转换期间这两种器件有明显的差异。
SAR-ADC对输入信号进行采样，然后把一个信号转换为串行数字输出。
图2显示了一个SAR-ADC转换计时的过程。
图中吞吐时间包括转换时间(tCONV)和静态时间(tq)。
转换器在其输出端(SDO)发射串行12位数据流。
图2：使用ADC7886的12位SAR-ADC转换器计时图您可以把SAR-ADC看作一个单次传输模式转换器，其中输出数据代表一个单模拟采样。
(完整)ADC参数定义
ADC测试参数定义、分析及策略之动态测试2007-11—08 10：50：21分类:前言混合信号技术给当今的半导体制造商们带来了很多新挑战，以前一些对数字电路只有很小影响的缺陷如今在嵌入式器件中却可能大大改变模拟电路的功能，导致器件无法使用。
为确保这些新型半导体器件达到“无缺陷”水平，需要开发新的测试策略、方法与技术。
本文将结合一个简单的混合信号器件——模数转换器（AD C）来对这些策略、技术与方法进行讨论，说明混合信号器件测试的步骤和方法。
有了这些基本认识后,就可将其扩展并应用到当前先进的嵌入式半导体器件中，如数字滤波器、音频/视频信号处理器及数字电位计等。
传统半导体器件测试包括基本参数测试(连续性、泄漏、增益等）和功能测试(将器件输出与给定输入相比较)，混合信号测试还要再另外增加两个测试，即动态测试和线性测试.动态参数描述的是器件对一个特定频率或多频率时序变化信号的采样(从模拟信号中建立数字波形)和重现(利用数字输入建立模拟信号）能力。
线性参数则相反，描述的是器件内在特性,主要关注数字和模拟电路之间的关系.下面将对这两种特性分别作详细说明。
动态测试模数转换器的动态特性有时也称作传输参数，代表器件模拟信号采样和输入波形的数字再现能力，信噪比（S NR)、总谐波失真(THD）及有效位数(ENOB）等指标可使制造商对器件输出的“纯度”和数字信息精度进行量化。
新型动态测试技术产生于上世纪80年代,主要围绕数字信号处理和傅立叶变换,将时域波形和信号分别转换为频谱成分.这种技术可以同时对多个测试频率进行采样,效率和重复性非常高.图1是对一个普通ADC 器件进行快速傅立叶变换（FFT）测试的示意图，图中可以看到模拟信号在时域内转换成数字代码,然后用傅立叶变换转换成频谱。
对ADC输出进行傅立叶分析可提供宝贵的性能信息,但如果测试时条件设置不当得到的信息也会毫无意义。
为了从器件输出信号的傅立叶分析中提取有意义的性能参数，在讨论FFT结果之前首先需要考虑测试条件，其中包括输入信号完整性、采样频率、一致性及系统测量误差（假频、量化及采样抖动误差)。
adc原理及应用出现的问题
ADC原理及应用出现的问题1. ADC原理简介ADC（Analog-to-Digital Converter）即模拟到数字转换器，是一种能将连续的模拟信号转换为相应的离散数字码的电子设备。
ADC广泛应用于各种领域，包括通信、电子测量、自动控制等。
2. ADC的分类根据不同的转换方式，ADC可以分为几种不同的类型：•逐次逼近型ADC：逐次逼近型ADC通过不断逼近来获取输入模拟信号的数字量，并输出对应的数字码。
•并行型ADC：并行型ADC同时将输入的模拟信号转换为多个并行输出的数字码。
•逐次逼近型ADC：逐次逼近型ADC通过逼近法逐步获取输入模拟信号的数字量，逐渐逼近最终结果。
3. ADC应用中可能出现的问题在ADC的应用过程中，常常会遇到一些问题，以下列举一些常见的问题及解决方法：3.1 量化误差量化误差是指模拟信号与对应数字码之间的差异。
量化误差由于ADC的分辨率有限和量化阶数引起。
当分辨率较低时，量化误差会更大。
解决方法包括提高分辨率、使用更高精度的ADC等。
3.2 噪声干扰特别是在低信噪比场景下，ADC输入信号中会受到噪声干扰。
噪声会引入ADC 中，导致输出数字码的不准确性。
解决方法包括降低噪声对信号的干扰、增加信号的信噪比等。
3.3 采样速率不足采样速率不足会导致输入模拟信号无法完整地被采样，进而导致输出结果的失真。
解决方法包括增加采样频率、使用更高速的ADC等。
3.4 温度漂移ADC的性能会受到温度变化的影响，可能导致输出结果的偏差。
解决方法包括使用温度补偿技术、选择温度稳定性较好的器件等。
3.5 输入阻抗问题ADC的输入阻抗可能对输入信号产生不良影响，例如降低信号电平、改变信号频率响应等。
解决方法包括选择合适的输入电路、减小电路中的冗余电流等。
4. 小结ADC作为模拟信号转数字码的重要组成部分，在各个领域都有着广泛的应用。
然而，在实际应用过程中，我们经常会遇到一些问题，如量化误差、噪声干扰、采样速率不足等。
ADC精度分析
AN2834应用笔记如何在STM32F10xxx上得到最佳的ADC精度前言STM32F10xxx微控制器产品系列，内置最多3个先进的12位模拟/数字转换模块(ADC)，转换时间最快为1μs，这个ADC模块还具有自校验功能，能够在环境条件变化时提高转换精度。
在需要模拟/数字转换的应用中，ADC的精度影响到整个系统的质量和效率。
为了能够达到应有的精度，用户需要了解ADC误差是如何产生的和影响它的参数。
转换精度不是仅仅依赖于ADC模块的性能和功能，它与该模块周边应用环境的设计密切相关。
本文旨在帮助用户了解ADC误差的产生，以及如何提高ADC的精度，包含以下2个部分：● 介绍了与ADC设计相关的，诸如外部硬件设计参数，和不同类型的ADC误差来源。
● 提出一些设计上的建议，和如何在硬件方面减小误差的方法。
译注：本译文的英文版下载地址为：/stonline/products/literature/an/15067.pdf目录如何在STM32F10xxx上得到最佳的ADC精度目录1ADC误差的种类31.1ADC模块自身相关的误差31.1.1偏移误差31.1.2增益误差41.1.3微分线性误差51.1.4积分线性误差61.1.5总未调整误差61.2与环境相关的ADC误差71.2.1电源噪声71.2.2电源稳压71.2.3模拟输入信号的噪声71.2.4ADC的动态范围与最大输入信号幅度严重不匹配71.2.5模拟信号源阻抗的影响81.2.6信号源的容抗与PCB分布电容的影响81.2.7注入电流的影响91.2.8温度的影响91.2.9I/O引脚间的串扰91.2.10EMI导致的噪声 10 2如何得到最佳的ADC精度 112.1减小与ADC模块相关的ADC误差的建议 112.2如何减小与外部环境相关的ADC误差 112.2.1减小电源噪声 112.2.2电源稳压的建议 122.2.3消除模拟输入信号的噪声 122.2.4将最大的信号幅度与ADC动态范围匹配 132.2.5模拟信号源的阻抗计算 142.2.6信号源频率条件与源电容和分布电容的关系 142.2.7温度效应补偿 152.2.8注入电流最小化 152.2.9减小I/O脚串扰 152.2.10降低EMI导致的噪声 162.2.11PCB的设计建议 162.2.12元器件的摆放与布线 18 3结论191 ADC误差的种类1.1 ADC模块自身相关的误差在STM32F10xxx的数据手册中，给出了不同类型的ADC精度误差数值。
采样周期对系统性能的影响分析
采样周期对系统性能的影响分析采样周期对系统性能的影响分析采样周期对系统性能的影响是一个重要的研究课题，它涉及到许多领域，包括控制系统、通信系统和信号处理等。
本文将从基本概念开始，逐步分析采样周期对系统性能的影响。
首先，我们来了解一下什么是采样周期。
采样周期是指连续信号在离散化过程中的采样间隔时间。
在实际系统中，连续信号会通过模数转换器（ADC）转换为离散信号，而采样周期就是ADC转换的时间间隔。
其次，我们来讨论采样周期对系统性能的影响。
首先，采样周期的选择会影响系统的响应速度。
较小的采样周期可以更快地获取到系统的动态响应，从而使系统能够更及时地对变化做出反应。
而较大的采样周期则会导致系统对变化的响应速度较慢，可能会出现系统不稳定的情况。
另外，采样周期还会影响系统的频率响应。
根据采样定理，采样频率需要满足奈奎斯特采样定理，即采样频率要大于信号频率的两倍。
如果采样周期较大，采样频率会降低，可能会导致信号频率超过了采样频率的一半，从而引发混叠现象，使得信号的频率内容无法恢复。
此外，采样周期还会影响系统的稳定性。
较小的采样周期会使得系统更容易受到噪声的影响，从而导致系统不稳定。
而较大的采样周期则会降低系统对噪声的敏感度，提高系统的稳定性。
最后，我们来讨论如何选择合适的采样周期。
采样周期的选择需要综合考虑系统的动态响应要求、信号频率特性以及噪声等因素。
一般来说，较小的采样周期可以提高系统的响应速度和频率响应，但同时也会增加系统的计算负担和噪声敏感度。
因此，在实际应用中，需要根据具体的系统要求，找到合适的采样周期。
综上所述，采样周期对系统性能有着重要的影响。
在选择采样周期时，需要充分考虑系统的动态响应要求、信号频率特性以及噪声等因素，并找到一个合适的平衡点。
这样才能确保系统的稳定性和性能达到最优化。
ADC采样效应及相关影响解剖
ADC采样效应及相关影响解剖在前述文章，BUCK电路模拟补偿器的数字化过程，我们讨论了模拟补偿器的数字化，事实上，数字化过程的第一个重要的环节就是ADC对反馈量的采样，本文就重点探讨一下由于ADC采样频率带来的一些问题，进而讨论一下相应的解决方案。
一.ADC采样频率对电源环路带宽的影响图1 ADC采样的基本结构在ADC模块中，一般会经过合适的时钟选择及分频，产生一个合适的时钟作为ADC采样及转换的时钟频率，并且会有一个电源作为ADC转换的参考电源，对模拟信号进行量化，比如AVDD 3.3V。
ADC 模块包含专用ADC内核和共享ADC内核，专用ADC内核固定接某一个ADC的采样通道，对采样时间要求不高，而共享ADC内核会接不同的ADC采样通道，这必然会涉及到ADC通道的切换。
在图1中，我们可知，模拟信号从ADC采样通道进去后，会进行采样，这会产生一定的延时，而采样后的信号会经过ADC转换，这也会消耗一定的时间，最终它的结果会送到ADCBUF寄存器去被软件处理，或者被数字滤波器或者数字比较器所用。
关于ADC的具体性能，我们在后面的文章中会详细讨论，此处不做过多探讨。
图2 ADC的采样含义一般来说，ADC的采样转换，需要一定的触发信号，当发生触发时，ADC或者开始直接转换，或者开始采样并采样结束后转换，这和ADC通道接的是专用内核还是共享内核有关。
这时候表示模拟信号流逝的时间轴就不是时间的含义了，而是表示对信号的一次一次的采样，每次采样之间的时间就是ADC的采样间隔Ts，经过ADC转换后，模拟信号就被转换为了离散数字信号，这些数字基于ADC的参考电压和ADC的位数精度，来表示被采样的模拟信号的大小。
图3 ADC的采样间隔和ADC采样转换延时当每一次进行触发ADC后，需要一个时间来完成转换及中断申请，而后在ADC中断中从ADCBUF中得到ADC的结果，这部分时间延时，在芯片硬件上会有一些措施会让这部分延时尽可能地减小，以便给环路控制算法留出足够的时间。
影响ADC总精度的因素
影响ADC总精度的因素
影响ADC总精度的因素
前面我们确定了模数转换器(ADC) 的分辨率和精度间的差异。
现在我们
深入研究一下对ADC总精度产生影响的因素，通常是指总不可调整误差(TUE)。
曾经想到过ADC的TUE技术规格中的总代表什么吗?它是不是简单到将ADC
数据表的所有DC误差技术规格(即偏移电压，增益误差，INL)相加，还是要更
复杂一些?事实上，TUE是总系统误差相对于ADC工作输入范围的比率。
更确切地说，TUE是单位为最低有效位(LSB) 的DC误差技术规格。
最低
有效位(LSB) 代表ADC的实际和理想传递函数之间的最大偏离。
这个技术规
格假定未执行系统级校准。
在概念上，TUE是ADC运行方式中以下非理想类
型数值的组合：
●偏移误差(VOS)：如图1所示，ADC实际和理想传递曲线间的恒定差异。
这个值是测得的将ADC输入短接至地而获得的数字输出。
图1. ADC偏移误差与输入电压之间的关系
●增益误差：ADC输出的实际和理想斜率之间的差异。
他通常表示为满量
程输出码上的ADC范围或最大误差的比率。
如图2中所示，增益误差的绝对
值在模拟输入接近满量程值时增加。
图2. ADC增益误差与输入电压之间的关系
●积分非线性(INL)：实际ADC传递曲线到理想直线运行方式的最大非线
性偏离。
ADC的INL响应没有一定的形状，并且取决于内部电路架构，以及
由前端信号调节电路导致的失真。
ADC参数解释和关键指标
第五章 ADC静态电参数测试（一）翻译整理：李雷本文要点：ADC的电参数定义ADC电参数测试特有的难点以及解决这些难题的技术ADC线性度测试的各类方法ADC数据规范（Data Sheet）样例快速测试ADC的条件和技巧用于ADC静态电参数测试的典型系统硬件配置关键词解释失调误差Eo（Offset Error）：转换特性曲线的实际起始值与理想起始值（零值）的偏差。
增益误差E G（Gain Error）：转换特性曲线的实际斜率与理想斜率的偏差。
（在有些资料上增益误差又称为满刻度误差）线性误差Er（Linearity Error）：转换特性曲线与最佳拟合直线间的最大偏差。
（NS公司定义）或者用：准确度E A（Accuracy）：转换特性曲线与理想转换特性曲线的最大偏差（AD 公司定义）。
信噪比(SNR): 基频能量和噪声频谱能量的比值。
一、 ADC静态电参数定义及测试简介模拟/数字转换器（ADC）是最为常见的混合信号架构器件。
ADC是一种连接现实模拟世界和快速信号处理数字世界的接口。
电压型ADC（本文讨论）输入电压量并通过其特有的功能输出与之相对应的数字代码。
ADC的输出代码可以有多种编码技术（如：二进制补码，自然二进制码等）。
测试ADC器件的关键是要认识到模/数转换器“多对一”的本质。
也就是说，ADC的多个不同的输入电压对应一个固定的输出数字代码，因此测试ADC有别于测试其它传统的模拟或数字器件（施加输入激励，测试输出响应）。
对于ADC，我们必须找到引起输出改变的特定的输入值，并且利用这些特殊的输入值计算出ADC的静态电参数（如：失调误差、增益误差，积分非线性等）。
本章主要介绍ADC静态电参数的定义以及如何测试它们。
Figure5.1：Analog-to-Digital Conversion Process. An ADC receives an analog input and outputs the digital codes that most closely represents then input magnitude relative to full scale.1．ADC的静态电参数规范ADC的静态电参数主要验证器件的输入-输出转换曲线符合设计（理想）曲线的程度。
ADC原理及应用指导
3 精度是指输入端加有最大数值量时,DAC 的实际输出值和理论计算值之差,它 主要包括非线性误差、比例系统误差、失调误差。
4 线性度在理想情况下,DAC 的数字输入量作等量增加时,其模拟输出电压也应 作等量增加,但是实际输出往往有偏离。
ADC/DAC 设计经典问答
来源：美国国家半导体公司 1. 什么是小信号带宽（SSBW）？ 小信号带宽（Small Signal Bandwidth (SSBW)）是指在指定的幅值输入信号及特定的 频率下，它的输出幅值比低频时的输出幅值下降指定值时，该特定频率为小信号带宽。 2. 什么是共模电压（VCM）？ 共模电压（Common Mode Voltage (VCM )）是差动输入的两个引脚上相同的直流输 入电压。 3. 什么是 MSB（最高有效位）？ MSB（最高有效位（Most Significant Bit）），是具有最大的值或权重的位。它的值是 满量程的一半。 4. 什么是采样（孔径）延时？ 采样（孔径）延时（Sampling (Aperture) Delay）是时钟输入的后边缘到采样开关打开 所需的时间。采样/保持电路有效地停止输入信号捕获，并进入“保持”模式，确定时钟延时 后的采样。 5. 什么是满量程（FS）输入范围？ 满量程输入范围（Full Scale Input Range），是指模数转换器上数字化的输入电压的输 入范围，既不低于这个范围也不超过这个范围。 比如 V REF + = 3.5V 和 VREF - = 1.5V, FS = (VREF + )-(VREF - ) = 2.0V。 6. 什么是时钟占空比？ 时钟占空比（Clock Duty Cycle）是时钟波形高电平时间和一个时钟周期总时间的比值。
ad参数
电力数据采集A/D转换器的选择方案作者：时间：2008-07-17 来源:0 引言当今社会对电能质量的要求越来越高，国家还专门制定了电能质量的国家标准。
因此，电能质量的测量越来越得到电力用户的重视。
电能测量时，从电网的数据采集结果对其精度的影响起着致关重要的作用，而这其中影响最大的是把模拟信号转换为数字信号的模数转换器(ADC)，往往A／D芯片的技术参数和指标就决定了整个数据采集系统的性能指标。
本文就电能测量ADC的选择作了综述。
1 A／D转换器的技术参数A／D转换器的技术参数反映了其性能特点，其主要的指标有以下几个：(1)分辨率：分辨率反映A／D转换器对输入微小变化响应的能力，通常用数字输出最低位(LSB)所对应的模拟输入的电平值表示。
(2)精度：精度有绝对精度和相对精度两种表示方法。
绝对误差：是指对应于一个数字量的实际模拟输入电压和理想的模拟输入电压之差的最大值，通常以数字量的最小有效位(LSB)的分数值来表示。
相对误差：是指整个转换范围内，任一数字量所对应的模拟输入量的实际值与理论值之差，用模拟电压满量程的百分比表示。
(3)转换时间：转换时间是指完成一次A／D转换所需的时间，即由发出启动转换命令信号到转换结束信号开始有效的时间间隔，其倒数称为转换速率。
例如MAX125的转换时间为3μs，其转换速率约为330多kHz。
(4)电源灵敏度：电源灵敏度是指A／D转换芯片的供电电源的电压发生变化时，产生的转换误差。
一般用电源电压变化1％时相应的模拟量变化的百分数来表示。
(5)量程：量程是指所能转换的模拟输入电压范围，分单极性、双极性两种类型。
A／D转换器实际工作时，都会引入一些误差，主要包括：静态误差、孔径误差和量化误差。
各种误差都是以最低有效位(LSB)作为计算单位。
1LSB定义为VREF／2n，定义中的VREF是指参考电压，而n则是模拟／数字转换器的分辨率。
例如，14位模拟／数字转换器的1 LSB是VREF／16 384。
ADC参数解释和关键指标
ADC参数解释和关键指标ADC是模数转换器（Analog-to-Digital Converter）的简称，它将模拟信号转换为数字信号。
在数字化时代，模数转换是非常重要的过程之一，因为数字信号在计算机和电子设备中更易于处理和传输。
本文将解释ADC参数的含义和关键指标。
首先，我们需要了解几个基本概念。
1. 分辨率（Resolution）：分辨率指的是ADC可以提供的离散量化信号的级别数。
分辨率越高，ADC可以提供更精确的数字表示。
常用的分辨率单位是位（bit），表示ADC的输出值是二进制的。
例如，一个12位ADC可以提供2^12=4096个不同的量化级别。
2. 采样率（Sampling Rate）：采样率是指每秒钟采样的次数，通常用赫兹（Hz）表示。
采样率决定了ADC能够捕捉到的模拟信号的频率范围。
根据奈奎斯特定理，采样率应至少是信号最高频率的两倍。
接下来，我们将讨论一些关键的ADC参数和指标。
1. 量程（Full Scale Range）：量程是指ADC能够测量的输入信号的最大范围。
它通常使用伏特（V）单位表示。
例如，一个0-5V的ADC将在0V到5V的范围内进行测量。
2. 精度（Accuracy）：精度是指ADC输出值与实际输入值之间的误差。
它通常使用百分比或最大输出误差（Maximum Output Error）表示。
例如，一个12位精度的ADC可能有1%的误差，即最大输出误差为0.01*量程。
3. 信噪比（Signal-to-Noise Ratio，SNR）：信噪比是指有效信号与噪声信号之间的比值。
它通常以分贝（dB）表示，dB = 20 * log10（信号/噪声）。
信噪比越高，ADC可以提供更精确的数字表示。
4. 使能时间（Conversion Time）：使能时间是指ADC完成一次转换所需的时间。
它通常以微秒（μs）为单位表示。
较短的转换时间意味着ADC可以更快地采集信号。
5. 非线性误差（Non-linearity Error）：非线性误差表示ADC输出与输入之间的非线性关系。
高精度模数转换器的量化误差分析与校正技术
高精度模数转换器的量化误差分析与校正技术高精度模数转换器（ADC）在现代电子系统中扮演着至关重要的角色，它们负责将模拟信号转换为数字信号，以便进行数字处理和分析。
量化误差是影响ADC性能的主要因素之一，而校正技术则是提高ADC精度的重要手段。
本文将探讨量化误差的成因、影响以及校正技术的应用。
一、量化误差的成因与影响量化误差是模数转换过程中不可避免的现象，它源于模拟信号的连续性与数字信号的离散性之间的差异。
在ADC中，模拟信号被分割成有限数量的量化级别，每个级别对应一个特定的数字值。
当模拟信号的幅度落在两个量化级别之间时，就会产生量化误差。
1.1 量化误差的类型量化误差主要有两种类型：均匀量化误差和非均匀量化误差。
均匀量化误差是指量化步长在整个信号范围内保持不变，而非均匀量化误差则是指量化步长随信号幅度变化。
在实际应用中，非均匀量化误差更为常见，因为ADC的设计往往需要在不同信号幅度下提供不同的精度。
1.2 量化误差的影响量化误差对ADC的性能有着显著影响。
首先，它限制了ADC的动态范围，即ADC能够准确表示的信号幅度范围。
其次，量化误差会导致信号的失真，尤其是在信号幅度接近量化级别的边界时。
此外，量化误差还会影响到系统的信噪比（SNR），因为误差本身可以被视为一种噪声。
二、量化误差的分析方法为了准确评估和校正量化误差，需要采用合适的分析方法。
这些方法通常包括理论分析、仿真分析和实验分析。
2.1 理论分析理论分析基于ADC的工作原理和数学模型，通过计算量化误差的统计特性来评估其对系统性能的影响。
例如，可以利用信号处理理论中的量化噪声模型来预测量化误差对信噪比的影响。
2.2 仿真分析仿真分析通过构建ADC的数学模型，并在计算机上模拟其工作过程，来分析量化误差。
这种方法可以模拟不同的信号条件和ADC参数，从而评估量化误差在不同情况下的表现。
2.3 实验分析实验分析通过实际测量ADC的输出，来分析量化误差。
ADC模块误差的定义、影响和校正方法
ADC模块误差的定义、影响和校正方法模块是一个12位、具有流水线结构的模数转换器，用于控制回路中的数据采集。
本文提出一种用于提高TMS320F2812ADC精度的办法，使得ADC精度得到有效提高。
1 ADC模块误差的定义及影响分析1.1 误差定义常用的A/D转换器主要存在：失调误差、增益误差和线性误差。
这里主要研究失调误差和增益误差。
抱负状况下，ADC模块转换方程为y=x×mi，式中x=输入计数值 =输入×4095/3;y=输出计数值。
在实际中，A/D 转换模块的各种误差是不行避开的，这里定义具有增益误差和失调误差的ADC模块的转换方程为y=x×ma±b，式中ma为实际增益，b为失调误差。
通过对F2812的ADC信号采集举行多次测量后，发觉ADC增益误差普通在5%以内，即0.95。
1.2 影响分析在计算机测控系统中，对象数据的采集普通包含两种基本物理量：模拟量和数字量。
对于数字量计算机可以挺直读取，而对于模拟量惟独通过转换成数字量才干被计算机所接受，因此要实现对模拟量精确的采集及处理，模数转换的精度和精确率必需满足一定的要求。
因为F2812的ADC具有一定增益误差的偏移误差，所以很简单造成系统的误操作。
下面分析两种误差对线性电压输入及A/D转换结果的影响。
F2812用户手册提供的ADC模块输入模拟电压为0～3 V，而实际用法中因为存在增益误差和偏移误差，其线性输入被减小。
下面以y=x×1.05+80为例介绍各项值的计算。
当输入为0时，输出为80，因为ADC的最大输出值为4095，则由式y=x×1.05+80求得输入最大电压值为2.8013。
因此，沟通输入电压范围为1.4007±1.4007，第1页共3页。
浅谈传感器误差和ADC误差及校正此类误差的优势
1.概要船高。
因而可能需要使用新系统来升级现有的端点，这个系统的微控制器需要2.引言类误差的优势。
此外，本文还将阐释在基于STMicroelectronics据闪存查找表。
3.传感器误差对于能检测温度、压力和电压等模拟量的传感器，都可能存在非线性误差。
在项目开发阶段，对照精确基准来测试传感器，并将传感器数字输出与基准值进行比较，这一点尤为重要。
由此开发人员可以尽早确定是否存在任何传感器基准值偏离，以及就应用要求而言这些偏差可否接受。
然后开发人员就能决定是否有必要补偿任何偏差，如有必要，则是否应该在硬件或固件中补偿偏差。
某些传感器误差或许是可预测的线性误差。
这类误差补偿很简单，只需对传感器输出加上或减去某个常数即可。
有时这类误差可能会随传感器量程而变化。
例如，从零到三分之一量程，可能需要加上某个常数；从三分之一到二分之一量程，可能就需要不同的常数。
这些误差均可进行预测，显然也很容易校正，但是，精确读数的偏差可能会随时间推移而发生变化。
此外，由于传感器暴露于极端温度、环境湿度大或传感器老化等原因，日后可能还会出现新的误差。
是否需要校正这些误差则始终取决于应用。
或许有必要在极端温度、压力和湿度条件下测试系统，以确定传感器性能。
汽车、军事和某些工业系统等应用需要对这些环境进行检测。
然而，如今许多新的物联网端点已然延伸至传感器应用范围之外，因此传感器测试可能成为一项新要求。
与模拟传感器一样，诸如ADC 之类常用微控制器模拟外设可能也需要定期进行在系统校准。
ADC 误差并不总是可预测，即便可以使用算法校正初始误差，误差也可能随着时间推移而发生变化，并可能变得无法通过算法来轻松校正。
这可能会导致系统无法再以所需精度继续运行，从而导致高昂的更换成本。
使用数据查找表进行模拟传感器误差校正的优势数据查找表是一种实用、有效的方法，可以快速执行一些常见计算，诸如三角函数等复杂计算，或者字节的位反转或格雷码转换等简单计算。
ADC基准电压误差影响全范围转换
ADC基准电压误差影响全范围转换
ADC基准电压误差影响全范围转换
SAR（逐次逼近寄存器）ADC基准电压对转换精度的影响比最初想象的还要大。
图1所示为理想和带增益误差的3位ADC转换器的传递方程。
ADC的传递方程等于：
在这里，DCODE为数字输出代码，VIN为转换器的输入电压，VOS为转换器偏置电压，VREF为用于转换器的基准电压，N为ADC位数或ADC分辨率，VGE 为ADC增益误差、基准输出电压误差和基准电压噪声的综合。
容易看到基准电压给定值对ADC绝对精度的影响。
对高分辨率转换器，基准电压偏置误差通常比ADC偏置误差大，特别在过温度状态。
从传递方程也注意到基准电压误差对较高输入电压转换器的结果影响更大。
可以用ratiometric设计减小ADC和基准电压的误差。
这需要电路或微处理器校准算法中加入额外设备。
记住校准算法需要每个电路的增益和偏置特性。
基准电压的噪声误差是不同的问题。
它影响转换的SNR（信噪比）和THD（总谐波失真）。
基准电压噪声影响输入电压较高的ADC转换器的SNR和THD（图2）。
如果转换器在基准电压引脚缺少内部缓冲器，将会引入或输出电流尖峰。
转换器在转换期间使用这些电流为内部电容充电。
这个认识也许引发了在外部基准电压和ADC之间插入低噪声放大器的设计。
不要尝试用0V或地的输入电压测试ADC。
如果希望看到转换中基准电压源的影响，尝试使用直流全范围输入，信号输入将帮助看到系统的频率响应。
AD转换器的误差分析
模数转换器的误差分析赵磊吴丽萍韩媛媛河北工业大学 (2006-05-3110:02)分类：技术版块现代测试系统和现代工业应用系统中,模数转换器(ADC)是不可或缺的元器件之一.由于ADC的广泛应用,一般数据采集系统都由传感器电路和ADC构成.但很多时候,数据采集系统所表现的性能往往低于预期值.出现这种情况,人们首先考虑的原因是传感器和信号调理电路的非线性以及被测试参数的稳定性和准确性.但实际上,ADC的性能指标也是数据采集系统性能下降的重要原因.本文的目的是以MAXIM公司生产14位,8通道,同步采样ADC转换器MAX1324为例,解释最常见的误差源,并介绍进行上述误差补偿的方法.某些误差补偿的方法理解和实施起来都比较容易,而有些方法则不那么显浅易懂.如果采用方法得当的话,可大幅提高系统的整体性能.一、系统误差性能分析数据采集系统的误差是信号通道上的每个元器件所贡献的误差项的总和.因此总误差的均方根可由下式给出: .其中,E 代表某个特定元器件的误差项.作为具体分析,假定数据采集系统允许0.1%的误差或者说需要l0位的精度.在这种情况下,如果采用l0位分辨率的ADC显然是不合要求的.如果采用l2位的转换器,我们可能会想当然地认为精度已经足够高,但是在没有仔细检查其规格说明书之前,我们并不能保证该转换器就具有l2位的性能(实际情况可能更好或者更糟).例如,一个具有±4LSB积分非线性误差(INL)的l2位ADC,在其他误差都修正的情况下,只能提供10位的精度,或者说提供0.1的精度,而一个具有0.5LSB INL的器件则可以提供0.0122的误差或者13位的精度.在我们假定的数据采集系统中,若ADC 允许0.075的误差(或ll位精度),而留给其他电路的误差余量为0.025,这其中包括传感电路、前端信号调理电路(运放、多路复用器等等),或许还有DAC、PWM 及其他模拟电路.二、ADC直流性能分析模数转换器的直流性能包括微分非线性、积分非线性、失调和增益误差以及其他误差.模数转换器一般以LSB为单位提供各种误差.其相应关系可以表示为:ERR＝LSB/2n.其中,n为模数转换器的转换位数,LSB为以LSB为单位的最大误差,ERR为以百分号为单位的误差.1.微分非线性微分非线性(DNL)误差揭示的是一个输出码与其相邻码之间的间隔.这个间隔通过测量输入电压的幅度变化,然后转换成以LSB为单位后得到.当输入电压扫过ADC的工作范围时,所有输出码组合(全“0”到全“1”)会依次出现在转换器的输出端.这种关系称作“无丢码”.但实际上由于器件的微分非线性,常常出现以下几种情况.当DNL误差小于±1LSB时,不会出现丢码的现象,如图1(-0.5LSB无丢码);当DNL误差等于±1LSB时,生产厂商会特别声明是否丢码(如图1:1LSB无丢码,图2:-1LSB丢10码);当DNL误差大于±1LSB时有丢码(如图3:当VIN ＝V0时,可能为01,l0,ll码).微分非线性(DNL)误差与丢码之间的关系如表1.而MAX1324的DNL误差为±1LSB,声明为无丢码,所以具有14位精度.在一定条件下可以允许丢码的存在.因为一般说来,同系列产品在性能条件不同时价格相差较大,在满足性能要求的前提下,选购低等级的ADC将大幅度节省元件成本,同时又满足系统要求.2.积分非线性积分非线性(INL)定义为微分非线性(DNL)误差的积分.在实际分析ADC精度时,一般采用INL误差.INL误差定义为转换器测量结果与理想转换函数的差.其相应关系可以表示为:ERR＝LSB/2n.积分非线性(INL)误差各种表示之间的关系如表2.而MAX1324的INL误差为±1.5LSB,声明为无丢码(14位精度),则它的分辨率误差是:ERR＝LSB/214＝1.5/214＝0.0091552%.3.失调和增益误差失调误差也称为零漂,是指系统在0V输入电压时或其附近时ADC产生的漂移.对于失调误差的修正,可以比较容易利用微控制器(μC)或数字信号处理器(DSP)进行修正.如果转换器允许双极性输入信号,操作将非常简单.对于双极性系统,失调误差只是平移了转换函数,但并没有减少可用编码的数量(如图4所示).双极性系统失调误差的修正有两种方法.一种方法是可以简单地平移X轴和Y轴,使负满度点(FS1-+OFFSET)与单极性的零点相对应,就能简单地消除失调误差.另一种方法是采用迭代法,首先给ADC输入施加一个0V电压并执行一次转换,转换结果反应了双极性零点失调误差,然后确定负满度点,并围绕它进行调节增益误差,如此反复进行直到零漂修正完毕.我们以MAX1324为例说明失调误差与输入电压的关系.MAX1324的失调误差为±3LSB,相当于±0.9155mV的输入电压误差(以5V为基准作参考电压),在进行失调误差修正时必须于扣除3个码以补偿失调电压,而在失调误差为+3LSB时满量程电压值就变成了4.0845V,超过上述电压值就会产生溢出现象;在失调误差为-3LSB时,假设对于单极性输入,在0~0.9155mV之间,输出均为零,直到0.9155mV 时才出现第一次跳变,这同样使ADC动态范围变小了.增益误差定义为满度量程误差减去失调误差.满度误差在转换函数曲线上最后一次ADC跳变处进行测量,并和理想ADC转换函数进行比较.继续以MAX1324为例说明增益误差的含义.MAX1324的增益误差为±4LSB,那么在5V参考电压的条件下其相应的电压误差4.9988V和5.0012V,这两种情况都使系统性能受到影响.对-4LSB,高端的4个码无效;对于+4LSB,输入电压的动态范围低了.总之,对于失调误差和增益误差可以通过软件实现误差的修正.4.温漂温漂在数据采集系统中是一个相当重要的指标,但往往被忽略.在工业应用中,由于环境温度的变化,系统温漂可能会严重影响系统精度.对有些系统来讲,参考电压的精度不是个大问题,因为温度被保持恒定,避免了温度偏移的影响.还有一些系统采用一种比例测量法,用同一信号源激励传感器和参考电压,可以消除基准引起的误差,因为激励源和基准同时漂移,漂移误差相互抵消.也有系统用补偿手段消除基准漂移.5.基准无论是内部基准或者外部基准,它都是ADC的一个最大的潜在误差源.在很多情况下内置于芯片内部的基准源都没有严格的规格,而外部基准往往需要精密电源,与基准有关的误差源包括温漂、电压噪声以及负载调整等.在实用的ADC系统中,还有一些误差源,如码源噪声、失调温漂、增益漂移,它们在某种条件下,可能会对系统精度产生影响,但只要采用适当的手段就可以使相应误差最小,进而不会影响系统精度.三、交流特性在实际数据采集系统中,很多情况下输入模拟信号是交流信号.仅有DNL和INL符合系统要求并不能说明ADC能同样合格地处理交流信号.因为DNL和INL是在直流条件下测试的.ADC系统中的交流信号指标差要有信一噪比(SNR)、信号-噪声加失真比(SINAD)、总谐波失真(THD)以及无杂散动态范围(SFDR).在ADC系统中,SINAD比SNR更准确描述被测信号与杂散信号的关系,大多数ADC列出SINAD 而不采用SNR.对于一个理想的ADC:SINAD＝(6.02×N+1.76)dB其中N为转换器的位数.所以理想的l2为转换器,SINAD为74dB.而对上式进行变换可得:N＝(SINAD-1.76)/6.02这个方程式为等效位数的定义,即ENOB.在实际应用时我们关注SINAD为最小值时的等效位数,该位数是信号频率逐渐逼近Nyquist上限时,SINAD因THD的增加而达到的极限值.以MAX1324为例,其极限值为70dB,等效位数为14位,即有0.7LSB的误差或0.017的精度.四、应用分析假设我们的系统允许0.1%的误差,且ADC允许0.075%的误差,并且假设我们需要测试的直流信号.如果我们选用MAX1324,其具有±1LSB的DNL误差,±1.5LSB的INL误差(0.0366%),±3LSB的失调误差(0.0732%),±4LSB的增益误差(0.0977%),5ppm/℃的温漂系数,在50℃的范围内产生0.025%的误差,共计0.0616%的误差.还有0.0134%的误差供基准电压源使用,该误差允许存在67μV 的峰-峰值电压噪声(5V基准电压),若考虑负载(ADC)电流对基准的影响,其电压噪声会略小.在这种情况下,基准电压源可以满足上述条件,而且也有比较多的选择余地.以上例子我们没有讨论交流性能.若在实际数据采集系统中交流信号是被测信号,还必须考虑交流信号的误差,并作进一步的分析.五、结束语一个性能良好的数据采集系统不仅仅是设计原理的优化及其实现方法,系统的误差分析是设计成本和性能指标的必要前提条件.只有充分考虑系统各部分的误差才能使系统更好地满足设计性能要求.。
微型计算机控制专业技术课程答案
微型计算机控制专业技术课程答案《微型计算机控制技术》复习题纲1.1 计算机控制系统的结构。
1.2 计算机控制系统的典型形式有哪些? 各有什么优缺点? （P5）1.3 实时、在线⽅式和离线⽅式的含义是什么?2.1 采⽤74LS244和74LS273，设计与PC总线等⼯业控制机的数字量(开关量) 输⼊输出接⼝，要求:画出接⼝电路原理图，并采⽤8086汇编语⾔编写数字量输⼊输出程序。
2.2 ⽤8位A／D转换器ADC0809与PC总线等⼯业控制机接⼝，设计模拟输⼊通道以及数据采集程序流程图。
2.3 采样信号有何特点? 采样保持器的作⽤是什么?是否所有的模拟量输⼊通道中都需采样保持器? 为什么?2.4 什么是串模⼲扰和共模⼲扰? 如何抑制?2.5 计算机控制系统中地线有哪⼏种?2.6 什么是波反射? 如何消除波反射?3.1 插补计算程序流程：(1) 直线插补程序；(2) 圆弧插补程序。
3.2 给出⼀段直线或圆弧。
要求：(1) 按逐点⽐较法插补进⾏列表计算；(2) 作出⾛步轨迹图，并标明进给⽅向和步数。
3.3 三相步进电机的⼯作⽅式。
3.4 利⽤8255A设计x轴步进电机和y轴步进电机的控制电路，要求：(1) 画出接⼝电路原理图；(2) 分别列出x轴和y轴步进电机在三相单三拍、三相双三拍或三相六拍⼯作⽅式下的输出字表。
4.1 数字控制器的连续化设计步骤。
（P103）4.2 PID控制器的三个参数对系统性能的影响。
4.3 数字控制器的离散化设计步骤是什么?4.4 最少拍⽆纹波控制器的设计。
4.5 模糊推理的计算。
6.1 测量数据预处理技术包括哪些？(185~190)7.1 什么是现场总线?有哪⼏种典型的现场总线?7.2 分布式控制系统的设计原则是什么？DCS系统分为哪⼏层？各层实现哪些功能？⽅程段11 部分1第⼀章（绪论）作业1.1 什么是计算机控制系统？它由哪⼏部分组成？答：计算机控制系统就是利⽤计算机来实现⽣产过程控制的系统。
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之前我们对ADC有了一个基本的认识。
那么大家在实际应用过程中，我想，最想问并且想知道的问题就是，根据我的应用，我应该怎么选择ADC芯片，有哪些重要的指标？其实不同种类的ADC，就像各种武功秘籍。
独孤九剑的招式-快、准、狠。
映射到ADC中，如果想要采集一些频率很高，幅值较小的视频、射频信号，则需要ADC具有更高的采样频率（快），更高的精度（准），更小的误差。
电子江湖中，示波器就是这样一本至高无上的武功秘籍。
学好使用示波器，以后面对各种各样的电路异象，我们都可以将其一一拆解。
当然，像太极拳这样的以慢打快的招式，就是需要ADC在低速采样率下有更高的精度。
高精度的万用表就是利用这样的ADC进行采集。
上述设备让我们对ADC有一个基本的认知，就是采样率和精度是衡量一款ADC性能的重要指标。
那么下面我们就对其就行简单讲解，并且衍生出其他衡量ADC的重要指标。
（1）采样率。
这个理解起来应该比较容易，采样率一般是指芯片每秒采集信号的个数。
比如1KHz/s，表示1s内，这个ADC可以采集1K个点。
采样率越高，采集的点数越多，那么对信号的还原度就越高。
比如A跟B，A采集3个点，最终还原出来的波形跟原始波形相差较大，B采集了6个点，那么在还原是就越接近原始信号。
所以在这里我们要引出奈奎斯特定理。
也就是如果对原始信号进行采集。
采样率必须大于其2倍。
这样才能正常的还原出原始信号，否则会发生混叠现象。
如图C所示，原始波形完全无法恢复。
（2）分辨率。
一般ADC都说注明是8bit，16bit或者是24bit。
这里的数值也就是分辨率的意思。
分辨率是衡量ADC精度一个非常重要的指标。
ADC部分分析
① 分辨率
Least Significant Bit 最低有效位
ADC的分辨率是指ADC的输出数码变化一个LSB 时，输入模拟量的“最小变化量”。当输入模拟
量的变化比这个“最小变化量”再小时，则不能
引起输出数字量的变化。显然ADC的分辨率是对 微小变化模拟量的分辨能力。
分辨率主要由ADC的位数（指输出数字量的位数） 决定，也与输入满量程有一定关系。
也可直接用输出的位数来表示分辨率。
② 精度（误差）指标
(a) 量化误差（理想与实际的最大误差；理想情况下输出=输入）
ADC的量化误差是一种固有误差，也称作舍入误差。
D(N=3)
理想的
D(N=3)
理想的
111
第 110
标准量化值（1LSB）
一 101 1LSB
实际的
种 100
ADC011
010
111 110
实际的 理想的
图中011到100的模拟输 出差值大约为-0.75LSB （这里1LSB=1/8FS）， 故与理想的1LSB差值相 差了1.75LSB，显然微分 线性误差大于1LSB了！
D(n=3 )
③ 建立时间
通常指输入数码从全0变化到满度值 （即全1）时，其输出相应由最小值变到
终值所需的时间。（可指达到终值附近一 定误差范围内如±1/2LSB）
黑色－输入信号；红色－输出信号 4个主要参数
量化误差为±1/2LSB
最后 一段 不计
(b) 零误差
零误差也称偏移误差， 指的是输出零数码的 非零平均模拟输入值。
ADC的零误差通常是 由内部放大器、比较 器的零点偏移造成。 011
010
其大小可用LSB或满 量程的百分数表示。
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ADC中的ABC：理解ADC误差对系统性能的影响摘要：许多工程师会在设计中遇到一些很微妙的问题：ADC的规格常常低于系统要求的指标。
本文介绍了如何根据系统需求合理选择ADC，列举了ADC测量中可能遇到的各种误差源。
采用12位分辨率的模数转换器(ADC)未必意味着你的系统将具有12位的精度。
很多时候，令工程师们吃惊和不解的是：数据采集系统所表现出的性能往往远低于期望值。
如果这个问题直到样机运行时才被发现，只好慌慌张张地改用更高性能的ADC，大量的时间被花费在重新更改设计上，同时，试投产的日程在迅速临近。
问题出在哪里? 最初的分析中有那些因素发生了改变? 对于ADC的性能指标有一个深入的了解，将有助于发现一些经常导致性能指标不尽人意的细节所在。
对于ADC指标的理解还有助于为你的设计选择正确的ADC。
我们从建立整个系统的性能需求入手，系统中的每个元器件都有相应的误差，我们的目标是将整体误差限定在一定的范围内。
ADC是信号通道的关键部件，必须谨慎选择适当的器件。
在我们开始评估整体性能之前，假设ADC的转换效率、接口、供电电源、功耗、输入范围以及通道数均满足系统要求。
ADC的精度与几项关键规格有关，其中包括：积分非线性(INL)、失调和增益误差、电压基准的精度、温度效应、交流特性等。
最好从直流特性入手评估ADC的性能，因为ADC 的交流参数测试存在多种非标准方法，基于直流特性比较容易对两个IC进行比较。
直流特性通常比交流特性更能反映器件的问题。
系统要求确定系统整体误差的常见方法有两种：均方根和(RSS)、最差工作条件下的测试。
采用RSS时，对每项误差取平均，然后求和并计算开方值。
RSS误差由下式计算：其中EN代表某个特定电路元件或参数的误差项。
当所有误差不相干时这种方法最准确(实际情况可能如此，也可能不同)。
利用最差条件分析法，所有误差项相加。
这种方法能够确保误差植不会超出规定范围，它给出了最差条件下的误差限制，实际误差始终小于该值(通常会低出若干倍)。
多数情况下，测量误差介于两种方法测试数值之间，更接近于RSS法提供的数值。
可以根据误差预算选择使用典型误差和最差工作条件下的误差。
具体选择时取决于许多因素，包括：测量值的标准方差、特定参数的重要性、误差之间的相互影响程度等。
由此可见，很难找到简捷的、必需遵循的规则。
在我们的分析中，我们选择最差条件测试法。
在本例中，假定我们需要0.1%或者说10位的精度(1/210)，这样，只有选择一个具有更高分辨率的转换器才有意义。
如果是一个12位的转换器，我们可能会想当然地以为精度已足够高；但是在没有仔细检查其规格书之前，我们并没有把握得到12位的性能(实际情况可能更好或更糟)。
举例来说，一个具有4LSB积分非线性误差的12位ADC，最多只能提供10位的精度(假设失调和增益误差已得到修正)。
一个具有0.5LSB INL的器件则可提供0.0122%的误差或13位的精度(消除了增益及失调误差以后)。
要计算最佳精度，可用最大INL误差除以2N，其中N是转换器位数。
在我们的举例中，若采用0.075%误差(或11位)的ADC，则留给其余电路的误差余量只有0.025%，这其中包括传感器、前端信号调理电路(运放、多路复用器等等)，或许还有数模转换器(DAC)、PWM信号或信号通路上的其它模拟电路。
我们假设整体系统的总计误差预算基于信号通道各个电路元件的误差项目总和，另外我们还假设，将要测量的是一个缓慢变化的直流、双极性输入信号，具有1kHz的带宽，工作温度范围为0°C到70°C，并在0°C至50°C范围内保证性能。
直流性能微分非线性虽说不被作为一项关键性的ADC参数，微分非线性(DNL)误差还是进入我们视野的第一项指标。
DNL揭示了一个输出码与其相邻码之间的间隔。
这个间隔通过测量输入电压的幅度变化，然后转换为以LSB为单位后得到(图1)。
值得注意的是INL是DNL的积分，这就是为什么DNL没有被我们看作关键参数的原因所在。
一个性能优良的ADC常常声称“无丢码”。
这就是说当输入电压扫过输入范围时，所有输出码组合都会依次出现在转换器输出端。
当DNL误差小于±1LSB时就能够保证没有丢码(图1a)。
图1b、图1c和图1d分别显示了三种DNL误差值。
DNL为-0.5LSB时(图1b)，器件保证没有丢码。
若该误差值等于-1LSB (图1c)，器件就不能保证没有丢码，值得注意的是10码丢失。
然而，当最大DNL误差值为±1时，大多数ADC都会特别声明是否有丢码。
由于制造时的测试界限实际上要比规格书中所规定的更为严格，因此这种情况下通常都能够保证没有丢码。
对于一个大于-1LSB (图1d中为-1.5LSB)的DNL，器件就会有丢码。
图1a. DNL误差：没有丢码。
图1b. DNL误差：没有丢码。
图1c. DNL误差：丢失10码。
图1d. DNL误差：AIN*数字输入是三种可能数值之一，扫描到输入电压时，10码将会丢失。
随着DNL误差值的偏移(也就是说-1LSB，+2LSB)，ADC转换函数会发生变化。
偏移了的DNL值理论上仍然可以没有丢码。
关键是要以-1LSB作为底限。
值得注意的是DNL在一个方向上进行测量，通常是沿着转换函数向上走。
将造成码[N]跳变所需的输入电压值和码[N+1]时相比较。
如果相差为1LSB，DNL误差就为零。
如果大于1LSB，则DNL误差为正值；如果小于1LSB，DNL误差则为负值。
有丢码并非一定是坏事。
如果你只需要13位分辨率，同时你有两种选择，一个是DNL指标≤ ±4LSB的16位ADC (相当于无丢码的14位)，价格为5美元，另一个是DNL ≤ ±1LSB的16位ADC，价格为15美元，这时候，购买一个低等级的ADC将大幅度地节省你的元件成本，同时又满足了你的系统要求。
积分非线性积分非线性(INL)定义为DNL误差的积分，因此较好的INL指标意味着较好的DNL。
INL误差告诉设计者转换器测量结果距离理想转换函数值有多远。
继续我们的举例，对于一个12位系统来讲，±2LSB的INL误差相当于2/4096或0.05%的最大非线性误差(这已占去ADC误差预算的2/3)。
因此，有必要选用一个1LSB (或更好)的器件。
对于±1LSB的INL误差，等效精度为0.0244%，占ADC误差预算的32.5%。
对于0.5LSB的指标，精度为0.012%，仅占ADC误差预算的16% (0.0125%/0.075%)。
需要注意的是，无论是INL或DNL带来的误差，都不太容易校准或修正。
失调和增益误差失调和增益误差很容易利用微控制器(µC)或数字信号处理器(DSP)修正过来。
就失调误差来讲，如果转换器允许双极性输入信号的话，操作将非常简单。
对于双极性系统，失调误差只是平移了转换函数，但没有减少可用编码的数量(图2)。
有两套方法可以使双极性误差归零。
其一，你可以将转换函数的x或y轴平移，使负满度点与单极性系统的零点相对准(图3a)。
利用这种方法，可以简单地消除失调误差，然后，通过围绕“新”零点旋转转换函数可以对增益误差进行调节。
第二种技术采用了一种迭代法。
首先给ADC输入施加一个0V电压并执行一次转换；转换结果反映了双极性零点失调误差。
然后，通过围绕负满度点旋转转换曲线实现增益调节(图3b)。
注意此时转换函数已绕A点转过一定角度，使零点偏离了期望的转换函数。
因此还需要进一步的失调误差校正。
图2. 双极性系统的失调误差图3a.图3b;图3a和3b. 校正双极性失调误差(注意：阶梯状转换函数已被一条直线取代，因为该图中包含所有码，而台阶已经小得无法分辨，看上去成为一条直线)。
单极性系统还要复杂一些。
如果失调为正值，可采用和双极性系统相似的处理方法。
不同之处在于你将失去一部分ADC量程(见图4)。
如果失调为负值，你将无法简单地通过一次转换测得失调误差。
因为在零点以下，转换器只能显示出零。
这样，对于一个负失调误差的转换器，你必须缓慢地增加输入电压，以确定在什么地方ADC结果出现首次跳变。
同样，你将失去一部分ADC量程。
图4. 单极性系统中的失调误差回到我们的举例，两种情况中的失调误差可按下述方法获得：1. 2.5V基准时+8mV的失调误差相当于12位ADC具有13LSB的误差(8mV/[2.5V/4096])。
虽然分辨率仍是12位，但是你必须从每次转换结果中扣除13个码以补偿失调误差。
值得注意的是，实际上这时的可测量满量程值就变为了2.5V(4083/4096) = 2.492V。
此范围以上的任何值都会使ADC溢出。
因此，ADC的动态范围或者说输入范围减小了。
这个问题在较高分辨率的ADC中尤为显著；在16位系统中，8mV对应于210LSB (VREF = 2.5V)。
2. 如果失调为-8mV (假设为单极性输入)，接近于零的小信号输入将不会引起任何输出变化，一直到模拟输入增加到+8mV 。
这同样造成了ADC动态范围的减小。
增益误差定义为满量程误差减去失调误差(图5)。
满量程误差在转换函数曲线上最后一次ADC跳变处进行测量，并和理想ADC的转换函数相比较。
增益误差可通过软件用一个简单的线性函数y = (m1/m2)(x)进行简单的校正，其中的m1是理想转换函数的斜率，m2是实际测得的转换函数的斜率(图5)。
图5. 失调、增益和满量程误差增益误差指标中可能包含或不含ADC参考电压对于误差的贡献。
在电气规范中，检查一下增益误差的测试条件，并决定采用内部或外部基准工作是非常重要的。
一般情况下，当采用片内基准时增益误差会比较大。
如果增益误差为零，在对满量程模拟输入作转换时转换结果应为全1 (对于本例的12位系统则为3FFh) (见图6) 。
由于我们的转换器不理想，全1转换结果可能会在施加的输入电压大于满量程(负增益误差)或小于满量程(正增益误差)时出现。
有两种办法可以调整增益误差，其一是调节参考电压，以便在某特定参考电压下得到满量程输出，或者在软件中采用一个线性校正曲线改变ADC转换函数的斜率(一阶线性方程或查表法)。
图6. 增益误差降低了动态范围和失调误差一样，增益误差也会降低动态范围。
举例来说，如果满量程输入电压时转换得到的数码输出为4050而非理想的4096 (12位转换器)，也就是所谓的负增益误差，在这种情况下，高端的46个码将无法利用。
类似地，如果满量程数码4096出现在输入电压低于满量程时，ADC的动态范围同样被降低了(见图6)。
值得注意的是对于正的满量程误差，你无法在转换结果变为全1的点之外对转换器进行校准。
对付失调和增益误差最简单的办法就是找一个误差值足够低的ADC，这样你就不必再考虑校正了。