A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率和準(zhǔn)確度之間的區(qū)別

　　當(dāng)筆者與使用模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)設(shè)計人員聊天時，他們最常問的就是：“您的16位A/D轉(zhuǎn)換器準(zhǔn)確度也是16位嗎？”

　　要回答這個問題，關(guān)鍵在于從根本上理解分辨率和準(zhǔn)確度這兩個概念之間的區(qū)別。盡管這兩個術(shù)語是截然不同的，但它們卻經(jīng)常被混淆或互換使用。

　　A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率被定義為輸入信號值的最小變化，可通過一次計數(shù)改變數(shù)字輸出值。就理想的A/D轉(zhuǎn)換器而言，傳遞函數(shù)呈階梯狀，且每個步階寬度等于分辨率。但使用較高分辨率（16位或16位以上）的系統(tǒng)時，傳遞函數(shù)的響應(yīng)和理想的響應(yīng)之間將存在較大的偏差。這是因為由A/D轉(zhuǎn)換器及驅(qū)動器電路產(chǎn)生的噪聲可降低該轉(zhuǎn)換器的分辨率。

　　此外，如果一種直流（DC）電壓被施加到理想A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端并進行了多次轉(zhuǎn)換，那么數(shù)字輸出應(yīng)始終是同一個代碼。但在現(xiàn)實中，輸出代碼卻成了多個代碼，在多個位置上分布（見下圖的紅點群集），具體取決于系統(tǒng)總噪聲，其它因素還包括電壓參考和驅(qū)動器電路。系統(tǒng)里噪聲越多，數(shù)據(jù)點的群集范圍會越大，反之亦然。圖1展示了一個半量程DC輸入的例子。在A/D轉(zhuǎn)換器的產(chǎn)品說明書中，A/D轉(zhuǎn)換器傳遞函數(shù)圖上的這種輸出點群集通常被表示為DC直方圖。

A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率和準(zhǔn)確度之間的區(qū)別

　　圖1的例證帶來了一個有趣的問題。如果同一種模擬輸入能產(chǎn)生多種數(shù)字輸出，那么A/D轉(zhuǎn)換器分辨率的定義是否依然適用？答案是肯定的 —— 但前提是我們要考慮到A/D轉(zhuǎn)換器的量化噪聲。然而，當(dāng)我們對信號鏈中的所有噪聲和失真進行探究考量時，卻發(fā)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換器的無噪聲有效分辨率是由輸出代碼散布（Npp）狀況來決定的。

　　無噪聲分辨率 = log2（2n/Npp）

　　其中n是理想的分辨率

　　在典型的A/D轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品說明書中，有效位數(shù)（ENOB）由交流（AC）參數(shù)和信噪失真比（SINAD）間接確定，可用下邊的方程式計算出ENOB：

　　ENOB =（SINAD-1.76）/6.02

　　接下來請仔細(xì)觀察：輸出代碼群集（圖1里的綠色群集）是否不僅未以理想的輸出代碼為中心、反而位于A/D轉(zhuǎn)換器傳遞曲線上的其它位置，遠(yuǎn)離紅點？這個距離是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)準(zhǔn)確度的指標(biāo)。A/D轉(zhuǎn)換器以及前端驅(qū)動電路、參考和參考緩沖器都是整個系統(tǒng)準(zhǔn)確度的影響因素。

　　這里應(yīng)當(dāng)注意的是：A/D轉(zhuǎn)換器的準(zhǔn)確度和分辨率是兩個不同的參數(shù)，它們可能彼此不相等。從系統(tǒng)設(shè)計的角度來看，準(zhǔn)確度可決定系統(tǒng)的整體誤差預(yù)算，而系統(tǒng)軟件算法完整性、控制和監(jiān)測能力則取決于分辨率。

　　已確定了A/D轉(zhuǎn)換器分辨率和準(zhǔn)確度之間的區(qū)別，我們現(xiàn)在可深入探討一下能對該轉(zhuǎn)換器的總準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響的因素，通常被稱為未調(diào)整總誤差（TUE）。

　　您可曾想過在A/D轉(zhuǎn)換器的未調(diào)整總誤差（TUE）技術(shù)規(guī)格中“總”代表什么嗎？是僅僅把來自產(chǎn)品說明書的所有DC誤差技術(shù)規(guī)格，如偏移電壓、增益誤差和積分非線性（INL）誤差加起來那么簡單還是有更深層的含義呢？事實上，TUE是系統(tǒng)總誤差相對于該轉(zhuǎn)換器工作輸入范圍的比率。

　　更具體地說，TUE是以最低有效位（LSB）為單位表示的DC誤差技術(shù)規(guī)格，代表A/D轉(zhuǎn)換器實際傳遞函數(shù)和理想傳遞函數(shù)之間存在的最大偏差。該技術(shù)規(guī)格假設(shè)未進行系統(tǒng)級校準(zhǔn)。

　　從概念上講，TUE反映的是A/D轉(zhuǎn)換器運行狀況中下列各類非理想因素的聯(lián)合效應(yīng)：

　　· 偏移誤差（VOS）。該誤差是A/D轉(zhuǎn)換器實際傳遞曲線和理想傳遞曲線之間的恒定差異（見圖2）。它是測定的數(shù)字輸出，通過把A/D轉(zhuǎn)換器輸入端短接到接地（GND）獲得。

　　· 增益誤差。A/D轉(zhuǎn)換器輸出的實際斜率和理想斜率之間的差異。它通常被表示為滿量程代碼處A/D轉(zhuǎn)換器范圍或最大誤差的比率。如圖2所示，隨著模擬輸入接近滿量程值，增益誤差的絕對值會增大。

　　· 積分非線性（INL）誤差。A/D轉(zhuǎn)換器實際傳遞曲線和理想直線運行方式之間存在的最大非線性偏差。A/D轉(zhuǎn)換器的INL響應(yīng)圖沒有固定的形狀，具體取決于內(nèi)部電路架構(gòu)以及由前端信號調(diào)節(jié)電路造成的失真。

　　大多數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品說明書為所有上述DC誤差明確規(guī)定了典型值和最大值，但未給TUE指定這方面的數(shù)值。計算TUE的最大值可不像求所有單個DC誤差最大值的總和那么簡單。原因是：所有這些誤差是不相關(guān)的，而且最糟糕的情況是，在A/D轉(zhuǎn)換器的傳遞函數(shù)上，偏移、增益和線性誤差可能并非都出現(xiàn)于相同的輸入電壓下。所以，將誤差簡單相加也許會使系統(tǒng)準(zhǔn)確度看起來過差。如果應(yīng)用的動態(tài)范圍被限制在接近傳遞函數(shù)中間的位置，情況更是如此。

　　在典型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，與A/D轉(zhuǎn)換器配套的有一個輸入驅(qū)動器，還有一個電壓參考，兩者均可使總的偏移和增益誤差增加。因此，在大多數(shù)無校準(zhǔn)功能的系統(tǒng)里計算TUE最大值時，偏移和增益誤差會比INL誤差大。要計算特定模擬輸入電壓下的最大TUE，推薦的方法是取那一點上所有單個誤差最大值的和方根。重要的是把所有這些誤差轉(zhuǎn)換成相同的單位（通常是LSB）。

　　TUE = v［|VOS|2 + gain2 + INL2］

　　借助該方程式通?？缮梢粋€“蝴蝶結(jié)”形狀的誤差圖。對于具有較高偏移誤差的系統(tǒng)，“蝴蝶結(jié)”的結(jié)較厚。但對于具有較高增益誤差的系統(tǒng)，“蝴蝶結(jié)”的結(jié)則變得較薄，弓形變得較厚。

　　總之，沒有能為A/D轉(zhuǎn)換器計算TUE最大值的確定公式，因為該誤差取決于A/D轉(zhuǎn)換器工作時的輸入范圍。如果系統(tǒng)不需要采用A/D轉(zhuǎn)換器的整個輸入范圍，那么工程師可通過使該器件遠(yuǎn)離其傳遞函數(shù)的端點運行來最大限度地減小TUE。

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A/D轉(zhuǎn)換器最常見的誤差有哪些？如何使高分辨率A/D轉(zhuǎn)換器獲得更高性能？

2021-04-22 06:08:22

如何去提高模數(shù)轉(zhuǎn)換器的分辨率？

如何利用采樣保持器去提高模數(shù)轉(zhuǎn)換器的分辨率？

2021-04-22 06:07:19

峰值噪聲與有效噪聲的區(qū)別？峰值分辨率與有效分辨率的區(qū)別？

峰值噪聲與有效噪聲的區(qū)別，峰值分辨率與有效分辨率的區(qū)別？無失碼分辨率又是指的什么？

2023-11-27 11:42:59

峰峰值分辨率與有效分辨率的區(qū)別

值分辨率 是指無閃爍位數(shù)，計算方法與有效分辨率不同。本文將說明峰峰值分辨率與有效分辨率的區(qū)別。先來說說噪聲圖1顯示模擬輸入接地時從一個Σ-Δ型ADC獲得的典型直方圖。理想情況下，對于這一固定

2023-12-15 07:56:29

怎樣提高酸度計的級別和儀器的準(zhǔn)確度

酸度計的級別是按其指示器(簡稱電計)的分度值(分辨率或最小顯示值)表示的，例如：分度為0.1pH的儀器稱為0.1級儀器；最小顯示值為0.001pH的儀器稱為0.001級儀器，等等。而儀器的準(zhǔn)確度是電

2018-03-23 11:00:50

數(shù)字萬用表的準(zhǔn)確度如何表示？

達不到測量分辨率的要求，那么分辨率對精度就沒有影響。然而，您仍然可以使用萬用表來監(jiān)控測量期間的微小變化。例如：假設(shè)您希望使用準(zhǔn)確度為1 年、量程為10V 的34401A 萬用表測量10 Vdc 信號

2017-11-30 11:30:16

最常用的A/D轉(zhuǎn)換器有哪幾種類型？

達到低于20ns。缺點是隨著輸出二進制位數(shù)的增加，器件數(shù)目按幾何級數(shù)增加。一個n位的轉(zhuǎn)換器，需要2n-1個比較器。例如，n=8時，需要28-1=255個比較器。因此，制造高分辨率的集成并行A/D轉(zhuǎn)換器

2021-03-15 16:32:20

模數(shù)轉(zhuǎn)換器LTC2493電子資料

概述：LTC2493采用4mmx3mmDFN-14封裝。為四通道增量累加（ΔΣ）模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），該器件具有一個可提供1/30°C分辨率和2°C絕對準(zhǔn)確度的內(nèi)部溫度傳感器。

2021-04-13 07:23:06

正確理解線性電源指標(biāo)

。今天，微處理器從用戶接口或遠(yuǎn)端接口接收輸入。數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）接收數(shù)字設(shè)置，將其轉(zhuǎn)換為模擬值并用作模擬調(diào)節(jié)器的參考。設(shè)置分辨率和準(zhǔn)確度的值由轉(zhuǎn)換質(zhì)量和調(diào)節(jié)過程決定。　　電壓和電流設(shè)置（有時稱為極限或

2012-08-07 21:58:49

液晶顯示器分辨率知識

，因此影像難免會受扭曲，清晰準(zhǔn)確度也會受到影響?！　∷?，選擇LCD時，一定要確保它能支持您所使用的應(yīng)用軟硬件的原始分辨率。千萬不要盲目地相信分辨率要越高越好。要記得LCD液晶顯示器是不同于一般CRT

2011-02-23 16:14:20

深度剖析模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的解密分辨率和采樣率

　　分辨率和采樣速率是選擇模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）時要考慮的兩個重要因素。為了充分理解這些，必須在一定程度上理解量子化和奈奎斯特準(zhǔn)則等概念?！　?b class="flag-6" style="color: red">分辨率和采樣率可能是選擇模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）時要考慮的兩個

2023-02-16 18:10:34

示波器的垂直分辨率相關(guān)知識分享

垂直分辨率概念用數(shù)字示波器測量模擬信號第一步就是用ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）把探棒接收到的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，ADC數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的分辨率直接決定了示波器垂直方向上的采樣精度。比如ADC是8位，那么垂直

2019-12-16 11:38:30

簡要討論分辨率和精度表征ADC的兩個不同方面

這一點，這可能不是表達性能準(zhǔn)確性的準(zhǔn)確方法，因為不清楚該特征中實際包含哪些誤差源。然而，它似乎通常指的是偏移、增益和積分非線性(INL) 誤差的綜合影響。轉(zhuǎn)換器的精度可能遠(yuǎn)低于其分辨率。例如，考慮下面圖

2023-02-08 14:53:32

精度？分辨率？弧分？如何管理您的電機控制設(shè)計

度= 21.09弧分= ±10.54弧分= ±0.1757度結(jié)論了解汽車操作背后的深層次原理是不是一件很有趣的事？精度和分辨率是為您的規(guī)格選擇合適的傳感解決方案的基礎(chǔ)。當(dāng)精度優(yōu)于分辨率時，轉(zhuǎn)換器

2017-08-21 14:22:07

精度？分辨率？弧分？如何管理您的電機控制設(shè)計

，ADC的模擬信號量化是有限的數(shù)量步進，而由此導(dǎo)致的誤差稱為量化誤差。這里便涉及到“精度”和“分辨率”這兩個術(shù)語。圖1：車輛電機控制系統(tǒng)的典型系統(tǒng)框圖精度以12位軸角數(shù)字轉(zhuǎn)換器（RDC）為例。轉(zhuǎn)軸

2018-07-18 16:35:35

纖巧24位I2C四通道增量累加ADC含有高準(zhǔn)確度溫度傳感器

　　凌力爾特公司（Linear Technology Corporation）推出一款四通道增量累加（ΔΣ）模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）LTC2493，該器件具有一個可提供 1/30°C 分辨率和 2°C

2018-10-25 17:09:12

解析溫度傳感器的分辨率、靈敏度及精度

儀表通常決定于A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)精度是傳感器重復(fù)測量同一標(biāo)準(zhǔn)值的最大百分誤差，是校準(zhǔn)后衡量準(zhǔn)確程度的指標(biāo)分辨率要優(yōu)于精度幾倍。靈敏度:概念：是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值

2018-08-22 15:38:54

詳述ADC精度和分辨率的差異

在與使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的系統(tǒng)設(shè)計人員進行交談時，我最常聽到的一個問題就是： “你的16位ADC的精度也是16位的嗎？” 這個問題的答案取決于對分辨率和精度概念的基本理解。盡管是兩個完全

2023-12-20 06:55:22

請問DM8168能否實現(xiàn)分辨率旋轉(zhuǎn)

各位大神：請問DM8168能否實現(xiàn)將輸入的分辨率旋轉(zhuǎn)90度或者180度或者270度，然后編碼和顯示輸出呢？比如采集的分辨率是1920x1080@60Hz，旋轉(zhuǎn)90度，則編碼和顯示的輸出分辨率是1080x1920@60Hz，謝謝~

2018-06-23 00:45:24

請問如何應(yīng)對高分辨率轉(zhuǎn)換器器件的噪聲挑戰(zhàn)？

高分辨率轉(zhuǎn)換器存在的一些問題是電壓參考噪聲、穩(wěn)定性，以及該參考電路驅(qū)動轉(zhuǎn)換器電壓參考引腳的能力，那么如何解決這些問題呢？

2021-04-07 06:03:53

請問如何提高MAX1464的轉(zhuǎn)換分辨率？

請問如何提高MAX1464的轉(zhuǎn)換分辨率？

2021-04-23 06:26:45

請問有沒有一種提高A／D轉(zhuǎn)換分辨率的方法？

本文提出了一種提高A／D轉(zhuǎn)換分辨率的方法，并給出了相應(yīng)的理論分析和應(yīng)用實例。

2021-04-12 06:17:12

請問電流互感器有分辨率這個說法嗎？

如題，比如AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器有輸入范圍和有效位數(shù)這兩個指標(biāo)，將輸入范圍除以2的有效位數(shù)次方就得到其分辨率，那對于一個電流互感器有分辨率這個說法嗎？電流互感器輸出電流信號，并聯(lián)一個電阻，將電流轉(zhuǎn)換為電壓信號。

2019-06-12 04:36:10

請問要達到0.05%的測量精度需要多少位分辨率和準(zhǔn)確度的ADC？

請問要達到0.05%的測量精度，需要多少位分辨率和準(zhǔn)確度的ADC。能不能推薦幾款，最好是能有2路同時輸入的高精度ADC.

2018-09-13 11:06:16

請問要達到0.05%的測量精度，需要多少位分辨率和準(zhǔn)確度的ADC？

請問要達到0.05%的測量精度，需要多少位分辨率和準(zhǔn)確度的ADC。能不能推薦幾款，最好是能有2路同時輸入的高精度ADC.

2023-12-18 06:54:07

貼裝的準(zhǔn)確度、精密度和分辨率的簡介與區(qū)別

和重復(fù)誤差和都比較小?！　D1 準(zhǔn)確度、精密度和精確度示意圖　　（2）分辨率與分辨力　　分辨率常見的含義有兩種：一是指儀器、儀表或工具設(shè)備可分辨對象的最小極限，例如，移動設(shè)備的最小移動距離（cm，mm

2018-09-05 09:59:04

輕松設(shè)置樹莓派分辨率

，如果使用HDMI-VGA轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)以下故障：分辨率不對 —— 請參考上文。斷續(xù)黑屏、系統(tǒng)不穩(wěn)定 —— 可能是無源的轉(zhuǎn)換器功耗過大，造成樹莓派的電源故障。請使用有單獨電源輸入的HDMI-VGA轉(zhuǎn)換器。

2016-01-11 15:38:44

運算放大器設(shè)計一個具有8位分辨率的A/D轉(zhuǎn)換

（1）設(shè)計制作一個可以從0—5V連續(xù)調(diào)節(jié)的模擬電壓信號作為該系統(tǒng)的被測信號源，以便對A/D轉(zhuǎn)換電路的分辨率進行測試。A點為外接輸入測試信號接入點。(2）采用普通元器件（不允許使用任何A/D芯片），按

2013-02-06 11:53:26

高準(zhǔn)確度數(shù)模轉(zhuǎn)換器如何選擇

選擇和使用高準(zhǔn)確度數(shù)模轉(zhuǎn)換器

2019-06-21 08:45:43

高分辨率模數(shù)轉(zhuǎn)換器的噪聲有什么影響？

任何高分辨率信號鏈設(shè)計的基本挑戰(zhàn)之一是確保系統(tǒng)本底噪聲足夠低，以便模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）能夠分辨您感興趣的信號。例如，如果您選擇德州儀器ADS1261（一個24位低噪聲Δ-ΣADC），您可在2.5 SPS下解析輸入低至6 nVRMS，增益為128 V / V的信號。

2019-08-07 06:05:38

高分辨率電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器24位ADC AD7746

AD7746是一款高分辨率電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器。待測電容直接連接到器件

2020-03-19 10:12:51

高精確度與分辨率模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器布線技術(shù)

模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器──例如6位、8位，或甚至可能是10位轉(zhuǎn)換器的模擬與數(shù)字接腳。但隨著選用的轉(zhuǎn)換器分辨率/精確度的增加，布線條件也變得更嚴(yán)格。高分辨率SAR與 Sigma-Delta模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，這兩種組件必須直接連接到較低噪聲的模擬接地與電源層。

2018-09-14 16:37:45