理想的線性d/a轉換器,其輸入與輸出電路是相互隔離的,而且不接地。它的噪聲為0,當數字輸入為0時 ,模擬輸出也為0,并目對應于一個確定的數字輸入,有一個確定的輸出電流(或電壓電平)?! ‘敂底州斎氚l(fā)生單位碼變化時,模擬輸出的變化是等間距的,電流輸出型其輸出阻抗應為無限大;電壓輸 出型其輸出阻抗應為0。當輸入數碼變化時。模似量的變化速率是無限大。此外,轉換器的轉換特性應不隨 時間、溫度、電源電壓而變,所有轉換器的誤差應為0?! 嶋H的d/a轉換器不可能具備這樣的特性,因此,需要通過一些參數的測量來衡量它們性能的優(yōu)劣。所有 參數基本上可分為靜態(tài)參數和動態(tài)參數兩大類,下面將從這兩個方面對d/a轉換器的部分主要性能參數進行 簡單介紹?! ?.靜態(tài)性能參數 ?。?)精度?! 【仁寝D換器實際轉換特性曲線與理想轉換特性曲線之間的最大偏差,其單位通常用滿量程范圍fs的百分 數(%fs)或lsb表示。所謂理想轉換特性曲線,對于d/a轉換器來說,就是連接理想轉換器特性上正、負最 大輸出點的直線。精度分為相對相度和絕對精度在,0點和滿量程值校正以后測得的精度為相對精度,否則 為絕對精度一般參數表中給出的為相對精度,絕對精度由于受時間和溫度影響較大,因此很難給出特定的值 ?! 。?)分辨率。 分辨率有不同的定義方法。一種d/a轉換器的分辨率的定義是d/a轉換器模擬輸出電平可能被分離的數目, 例如:一個二進制轉換器,數字輸入的位數為n,則其分辨率理論值為;另外一種把d/a轉換器輸出電平被分離的最大級數的倒數定義為d/a轉換器的分辨率。分辨率可以用能處理 數碼的位數來表示,也可以用它的總碼位數相對于滿度值的百分比(1/2%)來表示?! ∮捎谠肼?、溫度和時漂等因素的影響,轉換器的分辨率有時要小于理論值。例如一個12位轉換器在某一溫 度范圍內可能只有10位的實際分辨率,d/a轉換器的實際分辨率受到它的相對精度的限制,但是分辨率并不 限制精度?! 》直媛室材芊从侈D換器的動態(tài)特性,信號的動態(tài)范圍要求較嚴格,其分辨率也要求較高?! 。?)誤差參數。 d/a轉換器在靜態(tài)時主要有4種誤差,即失調誤差、增益誤差、線性誤差和微分線性誤差?! ∈д{誤差是指數字輸入為0時,其模擬輸出與理想值之間的偏差。它可以用lsb為單位進行描述,也可以用 此偏差值相對于輸出滿度值的百分比來表示,對于單極性的轉換器,此理想值應為0。 例如,圖1中,失調誤差為2lsb,或是滿度值的0.2b6。d/a轉換器的初始失調都可以被調節(jié)為0,但是失調 隨溫度變化的影響是無法消除的。 增益誤差(也稱為滿度值誤差)是指轉換器的輸出與輸入之間的傳輸特性曲線的斜率。當轉換器的失調誤 差調節(jié)為0時,它的增益誤差就是滿度值誤差?! ±?,圖2中,當它的數字輸入從110變化到ill時,其模擬輸出與其理論值之間的偏差就是它的增益誤差 ,值為??! ≡鲆嬲`差是可以調節(jié)的,例如,在d/a轉換器中,當參考輸入存在偏差時,轉換器的滿度值將發(fā)生偏差, 即產生了增益誤差。這并非由于組件的不匹配引起的,因此,可用外接組件進行適當調節(jié)。 線性誤差(也稱為相對精度或線性度),是指轉換器的實際傳輸特性曲線與它的平均傳輸特性曲線(通過 端點值的平均線)之間的最大偏差,如圖3所示(0點與滿刻度值均己校準)。該誤差量是用模擬量的偏差來 表示的,也可用絕對值或百分數表示。
圖1 失調誤差示意圖 圖2 線性誤差示意圖 圖3 線性誤差示意圖 轉換器的線性誤差與轉換器的內部組件的匹配性或線性特性等因素有關。在單片集成轉換器中,這是不能 被調節(jié)的參數 微分線性誤差(或微分線性度)是指任何兩個相鄰數碼間隔所對應的模擬量間隔(稱為步長)與標準值之 間的偏差。若這個步長為1lsb,則該轉換器的微分線性誤差為0,否則就稱它存在微分線性誤差,用公式表 示為: 式中ε是微分線性誤差,δe為實際的模擬量步長,δen為標準值?! 。?)尖峰?! ∵@是指d/a轉換器的數字輸入速度變化時,其模擬輸出中可能出現(xiàn)的尖峰波形,在高速d/a轉換器中要求此 尖峰信號越小越好,這個參數將影響轉換器動態(tài)工作時的精度?! ?.動態(tài)性能參數 ?。?)建立時間?! ∷敲枋鰀/a轉換器特性的一個重要參數,