Погрешности АЦП и ЦАП, Обсуждение погрешностей АЦП и ЦАП Опции

[Radeon]

В настоящее время занимаюсь анализом составляющих погрешностей АЦП и пришел к интересному заключению что либо доскональным анализом занимается ограниченное число людей не имеющих доступа в инет, либо не занимаются вообще.
Подскажите пожалуйста каково типичное соотношение составляющих суммарной погрешности имеющих аддитивный и мультипликативный характер.
Чем определяется суммарная погрешность АЦП? Применяемым ЦАП, усилителем, компаратором, уходом опоры и тд? И каково, интересно, участие каждого из элементов?
Если кто знает где это найти, расскажите.

[veter]

дык , а для чего это надо?
для разработки или для какой нить научной работы?
для какого типа ацп или это обзор?

[Radeon]

По большей части, конечно это интерес с научной стороны вопроса. Но с выходом на практические реализации.
Типы АЦП - последовательного приближения и конечно сигма-дельта.

[KOME]

В настоящее время занимаюсь анализом составляющих погрешностей АЦП и пришел к интересному заключению что либо доскональным анализом занимается ограниченное число людей не имеющих доступа в инет, либо не занимаются вообще.
Подскажите пожалуйста каково типичное соотношение составляющих суммарной погрешности имеющих аддитивный и мультипликативный характер.
Чем определяется суммарная погрешность АЦП? Применяемым ЦАП, усилителем, компаратором, уходом опоры и тд? И каково, интересно, участие каждого из элементов?
Если кто знает где это найти, расскажите.

Ответ заключен в вопросе. Все узлы АЦП вносят свой вклад в суммарную погрешность. Пишите формулу преобразования, берете частные производные, вот Вам и погрешности(точнее, чувствительность к изменению параметра). Типичные значения сильно зависят от способа преобразования.

[Radeon]

Функция преобразования АЦП расматривает данное устройство как единое целое и соответственно не дробит на аппаратные составляющие. Тем более не дает информации о вкладе каждой составляющей в общую модель погрешности. Но возможно я не прав, сейчас я на пути к общей модели погрешности.
Спасибо.

[KOME]

Функция преобразования АЦП расматривает данное устройство как единое целое и соответственно не дробит на аппаратные составляющие. Тем более не дает информации о вкладе каждой составляющей в общую модель погрешности. Но возможно я не прав, сейчас я на пути к общей модели погрешности.
Спасибо.

Вы, очевидно, имеете ввиду упрощенную функцию преобразования. Попробуйте написать полную исходя из принципа работы конкретного преобразователя. Это не очень сложно. Разумеется, полнота зависит от желаемой точности приближения. Почитайте документы на сайте Analog Device (www.analog.com).

[Radeon]

Прошел по документации АЦП Analog Device and Atmel, но никто из них не соизволил привести не то что нормируемую погрешность структурных элементов АЦП, но даже и примерную долю вносимую в каждую из составляющих. Например:
- погрешность полной шкалы обусловлена влиянием погрешностей ИОН, делителя, усилителя...
- смещение нуля возникает из-зи токов утечки ключей ЦАП, смещения усилителя или (И) компаратора...
И т.д. но никто (и я полагаю это естественно) не указывает таких параметров.
Но наверняка есть теоретические выкладка на эту тему. Вот только я не могу их найти.

[KOME]

Прошел по документации АЦП Analog Device and Atmel, но никто из них не соизволил привести не то что нормируемую погрешность структурных элементов АЦП, но даже и примерную долю вносимую в каждую из составляющих. Например:
- погрешность полной шкалы обусловлена влиянием погрешностей ИОН, делителя, усилителя...
- смещение нуля возникает из-зи токов утечки ключей ЦАП, смещения усилителя или (И) компаратора...
И т.д. но никто (и я полагаю это естественно) не указывает таких параметров.
Но наверняка есть теоретические выкладка на эту тему. Вот только я не могу их найти.

Эх, молодежь... Вот смотрю datasheet AD578(9).

INTERNAL REFERENCE
Voltage 10.000 ± 100 mV
Drift ±12 ppm/°C, ±20 ppm/°C max

TEMPERATURE COEFFICIENTS
Gain ±15 ppm/°C typ ±30 ppm/°C max
Unipolar Offset ±3 ppm/°C ±10 ppm/°C max
Bipolar Offset ±8 ppm/°C typ ±20 ppm/°C max

POWER SUPPLY SENSITIVITY
+15 V ± 10% 0.005%/%∆VS max
–15 V ± 10% 0.005%/%∆VS max
+5 V ± 10% 0.005%/%∆VS max

TRANSFER CHARACTERISTICS
Gain Error ±0.1% FSR, ±0.25% FSR max
Unipolar Offset ±0.1% FSR, ±0.25% FSR max
Bipolar Error ±0.1% FSR, ±0.25% FSR max
Linearity Error, 25°C ±1/2 LSB max
TMIN to TMAX ±3/4 LSB

Внимательно посмотрите на эти цифры и вспомните КАК работает АЦП последовательного приближения. Видно, что температурная погрешность Gain на 2/3 определяется погрешностью Vref и на 1/3(оставшуюся)- ЦАПом. И т.д. и т.п.

[KOME]

Прошел по документации АЦП Analog Device and Atmel, но никто из них не соизволил привести не то что нормируемую погрешность структурных элементов АЦП, но даже и примерную долю вносимую в каждую из составляющих. Например:
- погрешность полной шкалы обусловлена влиянием погрешностей ИОН, делителя, усилителя...
- смещение нуля возникает из-зи токов утечки ключей ЦАП, смещения усилителя или (И) компаратора...
И т.д. но никто (и я полагаю это естественно) не указывает таких параметров.
Но наверняка есть теоретические выкладка на эту тему. Вот только я не могу их найти.

Эх, молодежь... Вот смотрю datasheet AD578(9).

INTERNAL REFERENCE
Voltage 10.000 ± 100 mV
Drift ±12 ppm/°C, ±20 ppm/°C max

TEMPERATURE COEFFICIENTS
Gain ±15 ppm/°C typ ±30 ppm/°C max
Unipolar Offset ±3 ppm/°C ±10 ppm/°C max
Bipolar Offset ±8 ppm/°C typ ±20 ppm/°C max

POWER SUPPLY SENSITIVITY
+15 V ± 10% 0.005%/%∆VS max
–15 V ± 10% 0.005%/%∆VS max
+5 V ± 10% 0.005%/%∆VS max

TRANSFER CHARACTERISTICS
Gain Error ±0.1% FSR, ±0.25% FSR max
Unipolar Offset ±0.1% FSR, ±0.25% FSR max
Bipolar Error ±0.1% FSR, ±0.25% FSR max
Linearity Error, 25°C ±1/2 LSB max
TMIN to TMAX ±3/4 LSB

Внимательно посмотрите на эти цифры и вспомните КАК работает АЦП последовательного приближения. Видно, что температурная погрешность Gain на 2/3 определяется погрешностью Vref и на 1/3(оставшуюся)- ЦАПом. И т.д. и т.п.

Ерунду написал.
В общем на постоянном токе Vin=((Vref+dVref)/(GAIN+dGAIN))*(Nout/Nmax)+-(Voffcomp+-dVoffcomp)+-Vinl+-Vdnl

[Dmitron]

Забыли сказать, что большую часть параметров АЦП можно откалибровать, если поставить ЦАП такого же уровня и пофантазировать. Не калибруется только ошибка 0,5 бита(по определению) + DNL. С усилением сложнее...надо каждый раз напряжение опоры подкручивать.

Если INL в пределах 1,5 бит, то достаточно откалибровать offset.

[Finarfin]

У меня сложилось субъективное мнение, что характеристика "интегральная нелинейность" по смыслу уже включает в себя и дифференциальную. И при расчете суммарной погрешности мне не надо складывать между собой интегральную и дифференциальную? Насколько это (не)верно?

[Vjacheslav]

У меня сложилось субъективное мнение, что характеристика "интегральная нелинейность" по смыслу уже включает в себя и дифференциальную. И при расчете суммарной погрешности мне не надо складывать между собой интегральную и дифференциальную? Насколько это (не)верно?

Это неверно: интегральная нелинейность - отклонение от кривой преобразования (идеальной), а дифференциальная нелинейность - отклонение действительного шага квантования от его среднего значения. В литературе приводятся примеры кривых преобразования с практически нулевой дифф. нелинейностью при очень большой интегральной.... и наоборот.