Статические параметры

 

При последовательном возрастании цифрового сигнала , часто в виде двоичного кода, от 0 до на единицу младшего значащего разряда (МЗР), выходной сигнал образует ступенчатую кривую, средние точки которой расположены на идеальной прямой 1 (рисунок 23.2).

 

Рисунок 23.2 -. Статическая характеристика преобразования ЦАП

 

Таким образом, напряжение на выходе представляется в виде квантованной по уровню величине. Коду соответствует максимальное напряжение на выходе, которое называется напряжением полной шкалы . Высота ступеньки называется шагом квантования и равна весу МЗР

 

, (23.1)

 

где N – число разрядов двоичного кода.

Разрешающая способность определяется как величина, обратная максимальному количеству градаций выходного сигнала

 

. (23.2)

 

 

Пример: , , то , , .

Реальная характеристика преобразования может отличаться от идеальной размерами, формой ступенек и расположением на плоскости координат. Для количественного описания этих различий существует ряд параметров, которые называются погрешностями преобразования.

Интегральная нелинейность – максимальное отклонение характеристики преобразования от идеальной Обычно определяется в относительных единицах, но в справочниках часто приводится в единицах МЗР. Из рисунка 23.2 можно определить интегральную погрешность нелинейности как наибольшее отклонениелинии 2 от идеальной отнесенную к напряжению полной шкалы

 

. (23.3)

 

Дифференциальная нелинейность – максимальное изменение отклонения реальной характеристики преобразования при переходе от одного значения кода к смежному значению. Другими словами, это разность приращений выходной величины в двух смежных значениях кода, отнесенная к напряжению полной шкалы.

 

. (23.4)

 

Абсолютная величина должна быть меньше веса МЗР, что говорит о монотонности преобразования.

Погрешность смещения нуля определяется выходным напряжением при входном коде, соответствующем нулевому значению. Эта погрешность является аддитивной и соответствует сдвигу идеальной характеристики на величину (линия 3, рисунок 23.2). Значение погрешности дается в милливольтах или в единицах МЗР, а иногда в относительных единицах

 

. (23.5)

 

Погрешность полной шкалы – относительная разность между реальным и идеальным значением предела шкалы преобразования при отсутствии напряжения смещения нуля. Эта погрешность является мультипликативной и объясняется изменением угла наклона характеристики преобразования (линия 4, рисунок 23.2).

 

. (23.6)