高速模数转换器(ADC)的INL/DNL测量

摘要：尽管积分非线性和微分非线性不是高速、高动态性能数据转换器最重要的参数，但在高分辨率成像应用中却具有重要意义。本文简要回顾了这两个参数的定义，并给出了两种不同但常用的测量高速模数转换器(ADC)的INL/DNL的方法。
高速模数转换器(ADC)的INL/DNL 测量
Aug 20, 2009

摘要：尽管积分非线性和微分非线性不是高速、高动态性能数据转换器最重要的参数，但在高分辨率成像应用中却具有重要意义。本文
简要回顾了这两个参数的定义，并给出了两种不同但常用的测量高速模数转换器(ADC) 的INL/DNL的方法。

近期，许多厂商推出了具有出色的静态和动态特性的高性能模数转换器(ADC) 。你或许会问，“ 他们是如何测量这些性能的，采用什么设
备?” 。下面的讨论将聚焦于有关ADC 两个重要的精度参数的测量技术：积分非线性(INL)和微分非线性(DNL)。

尽管INL 和DNL 对于应用在通信和高速数据采集系统的高性能数据转换器来讲不算是最重要的电气特性参数，但它们在高分辨率成像应
用中却具有重要意义。除非经常接触ADC ，否则你会很容易忘记这些参数的确切定义和重要性。因此，下一节给出了这些定义的简要回
顾。


INL和DNL 的定义
DNL 误差定义为实际量化台阶与对应于1LSB的理想值之间的差异( 见图1a ) 。对于一个理想ADC ，其微分非线性为DNL = 0LSB，也就
是说每个模拟量化台阶等于1LSB (1LSB = VFSR/2N ，其中VFSR为满量程电压，N 是ADC 的分辨率) ，跳变值之间的间隔为精确
的1LSB。若DNL 误差指标≤ 1LSB，就意味着传输函数具有保证的单调性，没有丢码。当一个ADC 的数字量输出随着模拟输入信号的增
加而增加时( 或保持不变) ，就称其具有单调性，相应传输函数曲线的斜率没有变号。DNL 指标是在消除了静态增益误差的影响后得到
的。具体定义如下：


DNL = |[(VD+1 - VD)/VLSB-IDEAL- 1] | ，其中0 < D < 2 N- 2

VD 是对应于数字输出代码D 的输入模拟量，N 是AD