在《DAC基础知识:静态规范与线性度》一文中,我介绍了所有DAC DC误差参数:失调误差、零代码误差、增益误差、差分非线性(DNL)与积分非线性(INL)。在试图表达DAC在DC下有多精确时,很难考虑到所有这些误差源。这正是TUE的亮点所在。它是一个对所有这些误差源进行综合后得出的单个数字,用以简洁表达DC DAC输出的精确度。唯一的不足是需要您做一点统计工作。
在统计过程中,可使用名为和的平方根(RSS)的方法来为误差分析累计不相关的误差源。在串形和梯形DAC架构中,失调、增益和INL误差DAC架构的不同组成部分。这就意味着它们是不相关的,可安全使用RSS技术。计算公式如下:
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您可能已经注意到了,我并没有列入零代码误差和DNL。这是因为零代码误差只适合很小部分的DAC输出。对于16位DAC来说,这可能是65,536个总代码中的几百个代码。同时,DNL事实上已通过INL纳入误差计算。
现在,我们来看一个简短的实例,了解如何计算TUE。下面是16位双通道DAC8562说明书中的最大和典型技术参数。
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DAC8562的每个技术参数都采用不同的单位提供,这是行业标准。要计算TUE,每个参数都要采用相同的单位,因此我们将使用下表转换各值。
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在单位转换完成后,我们可将这些值带回TUE公式,并计算DAC8562的总体未调整误差。
使用所有技术参数的最大值,可得到我所指的、+/-111 、+/-8.5mV或0.17%
FSR的“可能最大TUE”。我之所以这样说是因为产品说明书中的最大值是3-∑数字,应该包含曾经产生的所有部分的99.7%。在典型的高斯分布中,这些边缘情况不太可能发生。您更不可能找到所有参数都表现出最大误差“绝对最大误差”,就是简单将所有误差加到一起得到的数字)的器件。即便是该“可能最大TUE”,也是个不太可能观察到的单位。
使用典型数字,可得到您将从大部分系统中看到的最真实估。DAC8562的典型TUE是+/- 23 LSB、1.78mV或0.0356% FSR。查看这款德州仪器(TI)高精度设计在真实系统中的真实数据,了解该方法的实际使用及业经验证的可靠性。
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记住,这些参数还具有与其相关的方向性问题。对于具有正失调误差AC来说,负增益误差实际上有助于让系统更准确。在使用RSS累计最大误差时,这点未纳入考虑范围内。因此在很多情况下,对典型误差数字进行RSS计算,仍然只能得到很一般的TUE估值。