数模转换器总体未调整误差

我们的 DAC 基础知识系列文章现已涵盖大量的技术信息，从简单的理想数模转换器 （DAC） 到减少干扰等复杂问题，应有尽有。在本系列的最后一篇文章中，我们将讨论总体未调整误差 （TUE）。

高精度 DAC 可实现出色的 DC 性能或极低频率性能。在很多高精度 DAC 应用中，与代码转换、干扰和压摆率有关的 AC 误差技术参数在定义 DAC 精确度时可以忽略。这是因为输出在大部分时间里是趋稳不变的。

在《DAC 基础知识：静态规范与线性度》一文中，我介绍了所有 DAC DC 误差参数：失调误差、零代码误差、增益误差、差分非线性 （DNL） 与积分非线性 （INL）。在试图表达 DAC 在 DC 下有多精确时，很难考虑到所有这些误差源。这正是 TUE 的亮点所在。它是一个对所有这些误差源进行综合后得出的单个数字，用以简洁表达 DC DAC 输出的精确度。唯一的不足是需要您做一点统计工作。

在统计过程中，可使用名为和的平方根 （RSS） 的方法来为误差分析累计不相关的误差源。在串形和梯形 DAC 架构中，失调、增益和 INL 误差来自 DAC 架构的不同组成部分。这就意味着它们是不相关的，可安全使用 RSS 技术。计算公式如下：

您可能已经注意到了，我并没有列入零代码误差和 DNL。这是因为零代码误差只适合很小部分的 DAC 输出。对于 16 位 DAC 来说，这可能是 65，536 个总代码中的几百个代码。同时，DNL 事实上已通过 INL 纳入误差计算。

现在，我们来看一个简短的实例，了解如何计算 TUE。下面是 16 位双通道 DAC8562 说明书中的最大和典型技术参数。

DAC8562 的每个技术参数都采用不同的单位提供，这是行业标准。要计算 TUE，每个参数都要采用相同的单位，因此我们将使用下表转换各值。

在单位转换完成后，我们可将这些值带回 TUE 公式，并计算 DAC8562 的总体未调整误差。

使用所有技术参数的最大值，可得到我所指的、+/-111 LSB、+/-8.5mV 或 0.17% FSR 的“可能最大 TUE”。我之所以这样说是因为产品说明书中的最大值是 3-∑ 数字，应该包含曾经产生的所有部分的 99.7%。在典型的高斯分布中，这些边缘情况不太可能发生。您更不可能找到所有参数都表现出最大误差（“绝对最大误差”，就是简单将所有误差加到一起得到的数字）的器件。即便是该“可能最大 TUE”，也是个不太可能观察到的单位。

使用典型数字，可得到您将从大部分系统中看到的最真实估值。DAC8562 的典型TUE 是 +/- 23 LSB、1.78mV 或 0.0356% FSR。查看这款德州仪器 （TI） 高精度设计在真实系统中的真实数据，了解该方法的实际使用及业经验证的可靠性。

记住，这些参数还具有与其相关的方向性问题。对于具有正失调误差的 DAC 来说，负增益误差实际上有助于让系统更准确。在使用 RSS 累计最大误差时，这点未纳入考虑范围内。因此在很多情况下，对典型误差数字进行 RSS 计算，仍然只能得到很一般的 TUE 估值。

责任编辑：haq