微分非线性DNLDNL定义：ADCTransferCurve8Real实际码的宽度与1LSB（△）之差Ideal7n实际码宽-0.4LSBDNLerror6DNL=(LSB)理想码宽5DNL[K]是个向量，表示各个码处的DNL43存在失码时，DNL为最小值-1（DNL不2O LSB DNLerror可能小于-1）1转换特性存在非单调性时：DNL>1+0.4LSB DNLerror0DNL的重要性质：02345681ADcInputVoltage[]Z DNL[K]= 0西安交通大学模数转换器XIANIIAOTONGUNIVERSIT26/242Lab of Mixed-Signal Systems
模数转换器 26 /242 Lab of Mixed-Signal Systems 微分非线性DNL DNL定义： 实际码的宽度与 1 LSB（Δ）之差 DNL[k]是个向量，表示各个码处的DNL 存在失码时，DNL为最小值-1（DNL不 可能小于-1） 转换特性存在非单调性时：DNL>1 DNL的重要性质： DNL[ ] 0 K = DNL 1 LSB = − 实际码宽 （ ） 理想码宽
存在失码和非单调性时的DNLADCcharacteristicsNote: As inputincreases ataIdeal Converterpoint output decreasesinstead of increase:Non-monotonic04Missing codeNon-monotonic(+0.5/-1LSBDNL)(>1LSBDNL)7823456C25681347ADCInputVoltage[A]ADCInputVoltage[△]DNL通常反映随机误差引起的转换特性细节的非理想特性通常要求：DNLI<0.5LSB西学文通大学模数转换器XIANHAOTONG UNIVERSITY27/242LabofMixed-SignalSystems
模数转换器 27 /242 Lab of Mixed-Signal Systems 存在失码和非单调性时的DNL DNL通常反映随机误差引起的转换特性细节的非理想特性 通常要求： |DNL| < 0.5 LSB
ADC的积分非线性(INL)INL定义：实际码转折点电压与理想转折点电压之差T[m]-T[ideal]neINL[m]=W[ideal]-1LSBINLm-1INL[m]=ZDNL[i]2i=2INL是DNL的累加和10INL通常反映ADC内部的系统性误差导致023TO6的非理想转换特性47ADc InputVoltage[A]西学文通大学模数转换器XIAN HAOTONG UNIVERSITY28/242LabofMixed-SignalSystems
模数转换器 28 /242 Lab of Mixed-Signal Systems ADC的积分非线性(INL) INL定义： 实际码转折点电压与理想转折点电压之差 INL通常反映ADC内部的系统性误差导致 的非理想转换特性 INL是DNL的累加和
码密度直方图法（统计法）DNL和INL的测试：输入一个已知PDF的信号0.5■缓慢变化的斜坡0.25(低频正弦信号0.25测量ADC输出信号的PDF概率分-0.5布密度600100200300400500700CODE根据测得的PDF与期望的PDF的0.8差异来计算INL和DNL0.4(as)华营生意美年老老吉事美主车:References:0.4-[1] M.V.Bossche,J.Schoukens,and J.Renneboog,-0.8"DynamicTestingand DiagnosticsofA/DConverters"IEEE100300400500200600700TransactionsonCircuits and Systems,vol.CAS-33,no.8,CODEAug.1986.-[2] IEEEStandard1057西安交通大学模数转换器KIANIIAOTONGUNIVERSIT29/242Lab of Mixed-Signal Systems
模数转换器 29 /242 Lab of Mixed-Signal Systems DNL和INL的测试：码密度直方图法（统计法） 输入一个已知PDF的信号 缓慢变化的斜坡 低频正弦信号 测量ADC输出信号的PDF概率分 布密度 根据测得的PDF与期望的PDF 的 差异来计算INL和DNL
用正弦信号测ADC的INL/DNL的代码g.transrtron Ievelsfound byfunction [dnl,inl] dnl_inl sin(y);=-cos(pi*ch/sum(h)）：%DNL INL SIN dnl and inl ADc output%input y contains the ADC output% linearized histogramvectorobtained fromquantizingahlin=T(2:end)-T(1:end-1);%sinusoid% truncate at least first and last% Boris Murmann,Aug 2002%bin,moreifinputdidnotclipADc% Bernhard Boser,Sept 2002trunc=2;hlin trunc - hlin(l+trunc:end-trunc);%histogram boundariesminbin=min(y); calculate lsb size and dnlmaxbin=max(y);lsb= sum(hlin_trunc)/(length(hlin_trunc));%histogramdnl= [o hlin trunc/lsb-i];h hist(y, minbin:maxbin);misscodes -length(find(dnl<-0.99));% cumulative histogram% calculate inlch =cumsum(h);inl- cumsum(dnl);西安交通大学模数转换器XIANHAOTONGUNIVERSIT30/242Labof Mixed-Signal Systems
模数转换器 30 /242 Lab of Mixed-Signal Systems 用正弦信号测ADC的INL/DNL的代码