作者：Kevin Duke? 德州儀器

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在上篇“追求完美”一文中，我介紹了理想 DAC 概念并概括了其重要性能規(guī)范。現(xiàn)在我們將深入探討實(shí)際器件與理想 DAC 傳輸函數(shù)的差異，以及如何量化這些差異。

DAC 規(guī)范分為兩個(gè)基本類別：靜態(tài)與動(dòng)態(tài)。靜態(tài)規(guī)范是在穩(wěn)定輸出狀態(tài)下、在 DAC 輸出端觀察到的行為，而動(dòng)態(tài)規(guī)范則是指在代碼至代碼轉(zhuǎn)換過程中所觀察到的行為。在討論線性度與 DAC 傳輸函數(shù)時(shí)，您只需考慮靜態(tài)規(guī)范。

我們首先介紹一下失調(diào)誤差。失調(diào)誤差可描述整個(gè) DAC 傳輸函數(shù)的上下移動(dòng)量。通常對(duì) 10% 和 90% 左右滿量程的兩個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量得到最適合線，可得出測(cè)量結(jié)果。我們這樣做的目的是避免輸出運(yùn)算放大器工作在臨近其電源軌的非線性區(qū)域內(nèi)。觀察斜截式直線方程式 y = mx + b（如下圖所示），失調(diào)誤差為 b 項(xiàng)。

0 代碼誤差與失調(diào)誤差類似，但描述的是另一個(gè)不同的實(shí)用 DAC 行為。測(cè)量 0 代碼誤差的方法是為 DAC 加載所有 0 的數(shù)據(jù)，并觀察 DAC 輸出電壓。在理想 DAC 中，在加載所有 0 的數(shù)據(jù)時(shí) DAC 輸出端電壓均為 0V，但由于輸出緩沖器的余量需求，我們會(huì)看到一些小量 0V 的失調(diào)。

另一個(gè)重要規(guī)范是增益誤差。就像您可能期望的那樣，其可比較實(shí)際 DAC 傳輸函數(shù)斜率與理想斜率的差距。在理想情況下，傳輸函數(shù)斜率正好等于 1 LSB，但實(shí)際上經(jīng)常會(huì)略微偏離這個(gè)數(shù)字。增益誤差的測(cè)量方式與失調(diào)誤差一樣，也是從相同兩點(diǎn)的最適合線獲得。如果失調(diào)誤差是 y = mx + b 中的 b 項(xiàng)，那么增益誤差就是 m 項(xiàng)。

可使用上述各種測(cè)量方法為 DAC 全面提供所有失調(diào)誤差、0 代碼誤差以及增益誤差，鑒于它們所描述的內(nèi)容，這樣做是完全沒有問題的。剩下的規(guī)范包括 INL 和 DNL，可針對(duì) DAC 傳輸函數(shù)中的每個(gè)代碼進(jìn)行測(cè)量，但在電氣特性表中提供的單個(gè)數(shù)字，可用來表示在整個(gè)傳輸函數(shù)中所能觀察到的最差情況。此外，產(chǎn)品說明書的典型特性部分還包括用來顯示所有代碼中典型 INL 或 DNL 的圖表。

DNL 為微分非線性度，用來表示任意兩個(gè)連續(xù) DAC 代碼的 LSB 測(cè)量值與 LSB 理想值之間的差異。DNL 通常用來推斷 DAC 單調(diào)性，確定 DAC 是否有任何丟失代碼。由于現(xiàn)代 ADC 和 DAC 大多數(shù)都是單調(diào)的，因此 DNL 通常沒有 INL 實(shí)用。

最后一個(gè)靜態(tài)線性規(guī)范是積分非線性度?(INL)，也稱為相對(duì)精度。INL 描述的是理想 DAC 輸出與實(shí)際 DAC 輸出之間的差異，其中失調(diào)誤差與增益誤差一直可從測(cè)量中通過校準(zhǔn)消除。在很多情況下，對(duì)于需要極高精度的應(yīng)用來說，INL 都是最具考慮價(jià)值的規(guī)范。失調(diào)、增益以及 0 代碼誤差都可進(jìn)行外部補(bǔ)償，但我們無法深入器件封裝內(nèi)部,通過糾正內(nèi)部不匹配現(xiàn)象來修復(fù) INL 問題。

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閱讀原文，請(qǐng)參見: ?http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2013/04/10/dac-essentials-static-specifications-amp-linearity.aspx

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