Измерение ошибок смещения и усиления в ADC
В этом примере показано, как возмещенная ошибка и ошибка усиления вычисляются и как каждый влияет на кривую передачи ADC. Возместите ошибку и получите ошибку, характеризуют часть ошибки линейности в ADC.
Ошибка смещения является различием между центром младшего значащего кода и центром того же кода по идеальному ADC с тем же количеством битов. Возместите ошибку, обычно сообщается в модулях младшего значащего бита (LSB) конвертера. Один LSB эквивалентен интервалу квантования конвертера.
Ошибка усиления в LSB является различием между центром старшего значащего кода после исправления ошибок смещения и центром того же кода по идеальному ADC с тем же количеством битов.
Из-за трудности при определении точного местоположения центра кода с не конечным контуром, эти значения обычно измеряются относительно первого и последнего порога конвертера, соответственно.
Модули для ошибки ошибки и усиления смещения
Модуль
, который используется в этом примере, задан как:
![$$1 \left[LSB\right] = \frac{FSR}{2^{N_{bits}}}$$](../../examples/msblks/win64/OffsetErrorAndGainErrorExample_eq03040517944108971677.png)
Таким образом ошибка в
(вольтах) переводит в можно следующим образом:
![$$E \left[LSB\right] = 2^{N_{bits}}\frac{E \left[V\right]}{FSR
\left[V\right]}$$](../../examples/msblks/win64/OffsetErrorAndGainErrorExample_eq17765393088561812046.png)
где
область значений полного масштаба ADC и
является количеством битов ADC.
Об ошибках линейности также обычно сообщают в нормированных единицах относительно области значений полного масштаба:
![$$ E_{Offset} = \frac{E_{Offset} \left[V\right]}{FSR \left[V\right]}$$](../../examples/msblks/win64/OffsetErrorAndGainErrorExample_eq14658918440880292589.png)
Другой модуль, иногда используемый для используемых ошибок линейности, является полным масштабом процента. Полный масштаб процента задан как нормированные единицы, умноженные на 100:
![$$E_{Gain} \left[\%\right] = 100\frac{E_{Gain} \left[V\right]}{FSR
\left[V\right]}$$](../../examples/msblks/win64/OffsetErrorAndGainErrorExample_eq07830225028056899942.png)
Вычислите ошибку смещения и получите ошибку
Используйте 3-битный ADC с динамическим диапазоном [-1 1]. Задайте ошибку смещения 1 LSB и ошибка усиления 1 LSB.
Nbits = 3;
Range = [-1 1]; % ADC Full Scale Range
OffsetError = 1;
GainError = 1;
LSB = (max(Range) - min(Range)) / (2^Nbits - 1);
Цифровые коды от идеального ADC идентичны тем от экспериментального ADCs.
[TC0Analog, TC0Digital] = og2tc(Nbits, Range, 0, 0); % Ideal ADC Transfer Curve TC1Analog = og2tc(Nbits, Range, OffsetError, 0); % Offset Error Only TC2Analog = og2tc(Nbits, Range, 0, GainError); % Gain Error Only TC3Analog = og2tc(Nbits, Range, OffsetError, GainError); % Both Offset Error and Gain Error plotAdcTcForExample(TC0Digital, TC0Analog, TC1Analog, TC2Analog, TC3Analog, Nbits);
Сумма ошибки смещения и ошибки усиления известна как полномасштабную ошибку. В униполярных конвертерах обнуляют ошибку, по существу возмещают ошибку, заданную на аналоговом уровне 0, идентично регулярной ошибке смещения. В биполярных конвертерах, таких как те выше, ошибка смещения и нулевая ошибка являются различными количествами.
Использование ошибок линейности как ухудшения
Сравните ADC флэш-памяти со смещением и получите ошибку одной без ухудшений.
model = 'OffsetGainExample'; open_system(model); open_system([model '/Time Scope']); sim(model);
Блок ADC DC Measurement подтверждает значения ухудшений к в пределе погрешности, определенном частотой дискретизации системы. Ошибка смещения и ошибка усиления оба вводились как 1 LSB. Ошибка смещения была измерена как 1,08 LSB, и ошибка усиления была измерена как 0,97 LSB. Ошибки в этих измерениях происходят из-за конвертера, не производящего точно в его пороговых значениях. Максимальная ожидаемая погрешность в LSB:
где
наклон входного сигнала пандуса/зуба пилы в LSB/s и
является преобразованием ADC, запускают частоту.