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AD采集分辨率及精度关系

1、定义:
“精度”是用来描述物理量的**程度的,而“分辨率”是用来描述刻度划分的。
 
2、关系:
回到电子技术上,我们考察一个常用的数字温度传感器:AD7416。供应商只是大肆宣扬它有10位的AD,分辨率是1/1024。那么,很多人就会这么欣喜:如果测量温度0-100摄氏度,100/1024……约等于0.098摄氏度!这么高的精度,足够用了。
但是我们去浏览一下AD7416的数据手册,居然发现里面赫然写着:测量精度0.25摄氏度!所以说分辨率跟精度**是两回事,在这个温度传感器里,只要你愿意,你甚***可以用一个14位的AD,获得1/16384的分辨率,但是测量值的精度还是0.25摄氏度。
 
所以很多朋友一谈到精度,马上就和分辨率联系起来了,包括有些项目负责人,只会在那里说:这个系统精度要求很高啊,你们AD的位数***少要多少多少啊……
其实,仔细浏览一下AD的数据手册,会发现跟精度有关的有两个很重要的指标:DNL和INL。似乎知道这两个指标的朋友并不多,所以在这里很有必要解释一下。
 
3、影响精度的重要因素:
器件精度的两个非常重要的参数就是INL(积分非线性误差)值和DNL(微分非线性误差)值
DNL:Differencial NonLiner——微分非线性度
INL:Interger NonLiner——积分非线性度(精度主要用这个值来表示)
 
他表示了ADC器件在所有的数值点上对应的模拟值,和真实值之间误差**的那一点的误差值。也就是,输出数值偏离线性**的距离。单位是LSB(即**位所表示的量)。当然,像有的AD如△—∑系列的AD,也用Linearity error 来表示精度。
 
为什么有的AD很贵,就是因为INL很低。分辨率同为12bit的两个ADC,一个INL=±3LSB,而一个做到了±1.5LSB,那么他们的价格可能相差一倍。
比如12位ADC:TLC2543,INL值为1LSB。那么,如果基准4.095V,测某电压得的转换结果是1000,那么,真实电压值可能分布在 0.999~1.001V之间。
比如stm8l 内部12位ADC: ,inl值为2lsb。那么,如果基准为2.5v,测得电压的转换结果是1000,那么,真实电压值值的波动范围在998.78mv~1001.22mv之间。
所以在这里帮大家把这两个概念理一下,以后大家就可以理直气壮的说精度和分辨率了,而不是将精度理解为分辨率。呵呵,希望对大家有用!
 
4、影响精度的其他因素:
 
对任何AD来说,量化后输出的数字信号值都是以1LSB的电压值步进的,介于1LSB之间的电压将按照一定的规则进行入位或舍弃,这个过程中造成的误差被称为“量化误差”,量化误差属于原理性误差,是无法消除的。
所以在这里帮大家把这两个概念理一下,以后大家就可以理直气壮的说精度和分辨率了,而不是将精度理解为分辨率。呵呵,希望对大家有用!

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