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AD的精度与测量稳定度

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

1、AD的精度受到分辨率、偏置误差、增益误差、供电电压、输入噪声、电源噪声等等的一系列问题的影响,那么通常我们如何评估AD的精度?最好可以直观的计算或者估计,或者给出计算的方法。

2、AD对输入模拟量的采集,最终输出的电压的稳定度受到哪些因素和指标的影响,浮动的范围有多大?最好可以量化考究。(通常采集一个直流电压,用5位半的万用表看到电压是不变化的,但是用不同精度和位数的AD,最终不管采集到的电压和实际电压有多大差距,就单看AD对同一个电压量进行多次采集所得到的电压值,不同的AD电压的浮动范围也不一样,那么这个浮动范围受到哪些因素的影响,到底根据AD的指标如何去计算或者估计这个浮动的范围?)

这个问题实在宽泛,从PCB到基准无一不包。

首先;基准是AD的基本尺子;它决定了基本的精度和漂移。好的基准都在数据表里列了精度温漂时漂曲线。由于高性能基准的温漂大都是非线性的,需要工程师按图查询;计算出基准误差,然后量化到AD输出。

其次;AD的理论误差是正负一位,只要噪音抑制到位;AD的精度通常有保障的。这点;由于关系到PCB layout,每个设计不径相同。

再次;采样保持电路的误差。在PCB设计良好条件下;这类误差一般在千分之一以下。

最后;误差来自数据处理及补偿。如一个12位AD,你的最大采集量只达到八位,显然;精度并不比八位AD强。

理论上;理想的最大误差比较好计算,典型误差就需要做数理加权分析了。加之PCB方面不太好量化的因素,通常只能估算个大概,并留有余度。最后以实测为准。

 

如TI的ADS1115,它的INL是1LSB,而偏置误差最大3LSB,增益误差最大0.15%。那么AD的理论误差到底是多少?

实际的测试过程中发现AD返回的数据的稳定范围在1mV以内,即返回的数据中波动幅度不超过1mV。

那么我就想知道,理论上AD的误差到底是怎么估计的?AD采样的数据的波动范围到底是多大?

你好,

如果你将输入噪声,电源噪声等全部都算进去,那么你评估的就不是ADC的精度,而是系统的精度了!

ADC的精度可以用ADC的位数来描述,比如说ADS1118是一个16位的ADC; 精度可以用ADC 的有效位描述:ENOB = (SINAD - 1.76) / 6.02, SINAD 参数通常可以在数据手册中找到。

根据你的应用情况:输入信号时DC 还是AC, 系统是否进行校准,再具体评估ADC的哪些参数会影响系统的误差(实现的精度)。

浮动范围受 噪声(输入信号的,ADC本身的,参考电压的,供电电压的), ADC本身的其他性能 (偏置误差,增益误差等)等影响,当然也跟输入信号跟ADC之间的驱动电路的性能有关。 

如果ADC的外围电路足够好的话,根据ADC的Offset error, gain error, INL, DNL 可以评估DC性能,根据Noise、SNR, THD可以评估AC性能。

 

 

你好,

比如你所举例的ADS1115,如果仅仅是评估ADC性能的话,那么其直流误差 = sqrt(偏置误差^2 + 增益误差^2 + INL^2 + DNL ^2);

sqrt 意思是平方根;

数据手册上的参数是 实际测试的结果,并非仅仅是估计得到的。

实际AD采样的结果不仅仅跟ADC本身有关,还跟其输入驱动电路,供电电源等有关。

在采集直流信号时,在偏置误差、增益误差、参考电压的温漂可以补偿的条件下,AD的精度如何评估?量化的表达式。

AD在采集直流信号时,AD采集结果的浮动范围是多大?如何量化?

AD在采集交流信号时,在采样频率足够高时,其采集的精度和采集结果的浮动范围与直流时有何不同?最好有量化表达式,并对表达式所依据的原理进行说明。

 

你好,

在偏置误差、增益误差、参考电压的温漂可以补偿的条件下,如果电路设计地合理的话,那么误差就只有非线性失真的了,这个跟INL, DNL 有关,可以这么计算,非线性失真 = sqrt(INL^2 + DNL ^2);

理想情况下,AD采集直流信号的浮动范围 在上面所说的 直流误差  以内。

采集交流信号的时候,一般更注重结果的信噪比,失真等情况,即SNR, THD。

 

1、计算误差的时候为什么是平方和再开方?

2、实际AD采样的结果不仅仅跟ADC本身有关,还跟其输入驱动电路,供电电源等有关。请详细说明AD的精度和输出电压的浮动范围与AD的驱动电路及电源的关系,考虑其影响关系是否可以量化?

请问:怎么用实验仪器测量ADC的精度?

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