失调误差:失调误差就是实际ADC转换函数曲线与理想转换曲线间得偏移,即实际曲线发生了平移现象。
增益误差:增益误差就是满量程误差与失调误差之差。
非线性误差:非线性误差就是指转换器的实际传输特性曲线与它的平均传输特性曲线之间的最大偏差。
微分非线性误差;它表示了输出码与其相邻代码的间隔,是通过测量输入电压的变化,并转换到以LSB为单位,也就是我们通常所说的的±1LSB,±0.5LSB等指标。
(2)孔径误差:由于采样时钟或输入信号的噪声,使得采样和保持之问延迟引起的误差。 (3)量化误差:A/D变换器的量化误差决定于A/D变换器的转换特性,这种误差是由转换特性造成的,是一种原理性误差,无法消除。A/D变换器选定以后,其量化误差也随之确定了。量化误差和分辨率是统一的,量化误差是由于有限数字对模拟数字进行离散取值(量化)而引起的误差。因此,量化误差理论上为一个单位分辨率,即1LSB,提高分辨率可减少量化误差。
上述这些误差构成了A/D变换器的总误差。在考虑上述各种误差的综合影响时,A/D变换器的总误差应该用各种误差的均方根来表示。
2 A/D转换器选择的理论分析
2.1概 述
采样处理过程受ADC转换精度和转换速率的限制。一方面,对于具体的模数转换器,它的数据位所能代表的精度是由ADC的转换位数来决定的。另一方面,每一个模数转换器的转换数据在被读取之前都要有转换时间。数据位越多,则转换时间越长,相应的转换速率也就越慢。这就要求ADC的转换精度和转换速率之间做出一个折衷的解决办法。对转换精度和转换速率要求越高,模数转换越困难,根据现在的市场上可提供的和价格合理的模数转换器,文献[3]作了一个大概的估计。如图1所示,它描述了ADC的转换精度与转换速率之问的一种关系。
图1的左边上方的区域代表的是容易获得的,到右边的底部区域则几乎是不可能实现的。中间的那条实线表示的是当前市场上,在合理的价格基础上,可以提供的典型的ADC的性能。它们做为现在已有的ADC性能的代表,可以在电能质量测量中选用,例如MAX125。
2.2转换精度
对于一个已经给定转换位数的ADC,它对信号所能离散的数据位的水平是固定的。一个14位的ADC提供16 384的离散水平。如果信号为双极性的AC信号,则总的数据位通常在正极性和负极性之间平均分配。对于ADC,它们所能离散的数据水平必须足够包括预期信号的最高幅度,同时,在大小次序上、无间断的、相邻的、数据位之间必须足够的小,以保证所需要的精确度。