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AD采集分辨率及精度關系

1、定義:
“精度”是用來描述物理量的**程度的,而“分辨率”是用來描述刻度劃分的。
 
2、關系:
回到電子技術上,我們考察一個常用的數字溫度傳感器:AD7416。供應商只是大肆宣揚它有10位的AD,分辨率是1/1024。那么,很多人就會這么欣喜:如果測量溫度0-100攝氏度,100/1024……約等于0.098攝氏度!這么高的精度,足夠用了。
但是我們去瀏覽一下AD7416的數據手冊,居然發現里面赫然寫著:測量精度0.25攝氏度!所以說分辨率跟精度**是兩回事,在這個溫度傳感器里,只要你愿意,你甚***可以用一個14位的AD,獲得1/16384的分辨率,但是測量值的精度還是0.25攝氏度。
 
所以很多朋友一談到精度,馬上就和分辨率聯系起來了,包括有些項目負責人,只會在那里說:這個系統精度要求很高啊,你們AD的位數***少要多少多少啊……
其實,仔細瀏覽一下AD的數據手冊,會發現跟精度有關的有兩個很重要的指標:DNL和INL。似乎知道這兩個指標的朋友并不多,所以在這里很有必要解釋一下。
 
3、影響精度的重要因素:
器件精度的兩個非常重要的參數就是INL(積分非線性誤差)值和DNL(微分非線性誤差)值
DNL:Differencial NonLiner——微分非線性度
INL:Interger NonLiner——積分非線性度(精度主要用這個值來表示)
 
他表示了ADC器件在所有的數值點上對應的模擬值,和真實值之間誤差**的那一點的誤差值。也就是,輸出數值偏離線性**的距離。單位是LSB(即**位所表示的量)。當然,像有的AD如△—∑系列的AD,也用Linearity error 來表示精度。
 
為什么有的AD很貴,就是因為INL很低。分辨率同為12bit的兩個ADC,一個INL=±3LSB,而一個做到了±1.5LSB,那么他們的價格可能相差一倍。
比如12位ADC:TLC2543,INL值為1LSB。那么,如果基準4.095V,測某電壓得的轉換結果是1000,那么,真實電壓值可能分布在 0.999~1.001V之間。
比如stm8l 內部12位ADC: ,inl值為2lsb。那么,如果基準為2.5v,測得電壓的轉換結果是1000,那么,真實電壓值值的波動范圍在998.78mv~1001.22mv之間。
所以在這里幫大家把這兩個概念理一下,以后大家就可以理直氣壯的說精度和分辨率了,而不是將精度理解為分辨率。呵呵,希望對大家有用!
 
4、影響精度的其他因素:
 
對任何AD來說,量化后輸出的數字信號值都是以1LSB的電壓值步進的,介于1LSB之間的電壓將按照一定的規則進行入位或舍棄,這個過程中造成的誤差被稱為“量化誤差”,量化誤差屬于原理性誤差,是無法消除的。
所以在這里幫大家把這兩個概念理一下,以后大家就可以理直氣壯的說精度和分辨率了,而不是將精度理解為分辨率。呵呵,希望對大家有用!

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