量差分输出电流模式数模转换器(DAC)的线性度.docx

【数模转换器(DAC)线性度】是衡量DAC性能的重要指标，它涉及到设备的精度和稳定性。线性度通常由积分非线性(INL)和差分非线性(DNL)两个参数来定义。 **积分非线性(INL)**是指实际的输出传输函数与理想直线之间的偏差。INL可以基于端点或最佳拟合来定义。**端点INL**是通过测量DAC传输函数的端点值来计算，而**最佳拟合INL**则是通过对传输函数的斜率进行调整以降低报告的最大INL误差。虽然两种方法下，总的线性度误差相同，但最佳拟合INL可以更均匀地分配误差，使得误差分布更为平均。 **差分非线性(DNL)**描述的是转换器输出步长相对于理想步长的误差。如果DNL小于-1 LSB（最低有效位），则表示器件可能存在非单调性，即输出不随输入码的增加或减少而按预期变化。一个理想的DAC应该具有所有的DNL值等于0，确保其单调性。 对于**电流模式DAC**，线性度的测量通常需要将其输出转换为电压进行评估，因为电压测量的分辨率通常优于电流测量。选择合适的负载电阻和转换方法至关重要，以确保测量的准确性和考虑到DAC的输出容限。一种常见的方法是利用虚拟地配置的运算放大器，它可以提高LSB的大小，但放大器本身的性能和温度影响也必须考虑。 **测量策略**通常涉及到选择器件的编码子集进行测量，而不是测量所有可能的输入编码，尤其是在高分辨率的DAC中。这可以减少测量时间并保持精确度。同时，由于温度对电流输出器件的影响，测量时应采取措施平均负载功耗，比如测量编码及其补码，以减少温度变化引起的误差。 在实际操作中，Maxim公司的一些产品，如MAX5891、MAX5890和MAX5889等，采用上述方法进行线性度测量。这些设备的满量程输出为20mA，而不同分辨率的LSB大小不同，要求的测量精度和分辨率也相应不同。例如，16位的MAX5891的LSB远小于12位的MAX5889，因此需要更高精度的测量工具。 总的来说，理解和优化电流模式DAC的线性度涉及对INL和DNL的精确评估，以及在测量过程中对温度效应、系统架构和测量方法的综合考虑。这对于确保高质量的数模转换器性能至关重要。