转换器是信号链的瓶颈,最终决定着信号的表示精度。因此,转换器的选择是设定系统整体要求的关键。在信号链中,可能会累积的误差有两类——即直流和交流误差。

 

直流或静态误差(如增益和失调误差)有助于了解信号链的精度或灵敏度;✍ 交流类误差也称为噪声和失真,限制着系统的性能和动态范围。

 

这两类误差都需要了解,因为二者最终决定着系统的分辨率。本文将专门分析直流误差,根据其与无源和有源器件的关系,对每种不精确性进行细分。

 

分析误差前,先对信号链分个级

 

图 1 是一种可以达到 0.1% 精度要求的简单数据采集系统,也就是说,每输入 1V 的电压,输出要么为 0.99388V,要么为 1.00612V。因此,转换器规定的动态范围为 60dB 或 9.67ENOB,假设其满量程电压为 10 V。转换器有两个放大器级、一个多路复用器和一个 ADC。本分析将忽略传感器、电缆、连接器、PCB 寄生电容和任何外部影响/误差,因为这些情况在很大程度上取决于我们要测量的具体应用或信号。

 

图1. 此简单数据采集信号链系统的设计精度为0.1%。

 

为了给各误差提供参考,应将分析的各级细分成各个部分。我们将数据采集信号链分为四个级——