Ошибки ЦАП в АЦП

Я тестирую свою установку ЦАП MCP4725 , подключенного к АЦП MCP3221 . Выход ЦАП подключен к входу АЦП. Я измеряю разницу между установленными значениями в ЦАП и измеренными значениями в АЦП, и я получаю эти странные закономерности. введите описание изображения здесьРедактировать: ось x: значения, установленные в DAC (биты), ось y: значение DAC - значение ADC (биты)

Минимумы и максимумы повторяются каждые 128 бит. Кроме того, ошибки меняются от положительных к отрицательным, проходя через весь диапазон. Я пробовал разные задержки между установкой значения DAC и измерением значения ADC, и я получаю тот же результат. Так что я думаю, что это не фоновый шум.

Редактировать 2: Схемы:введите описание изображения здесь

Я использую REF3033 для питания как АЦП, так и ЦАП. Но такая же картина присутствует и при их подключении к LF33CV . Кроме того, добавление дополнительных конденсаторов между входом/выходом и землей не меняет схему, а просто сдвигает ее вверх или вниз.

Не могли бы вы помочь мне понять, почему это происходит и как этого избежать? Мне очень жаль, если это что-то основное, что мне здесь не хватает.

Возьмите хороший мультиметр и измерьте напряжения для значений с одним установленным битом.
Какой диапазон различных задержек?
@PlasmaHH, к сожалению, у меня нет под рукой хорошего мультиметра. Однако, измеряя один бит с помощью моего АЦП, я вижу максимум 2-битные колебания, поэтому это не объясняет закономерность.
@Trevor_G с 10 мс до 500 мс
Пока вы выяснили циклический шаблон, и это степень числа 2, я полагаю, что проблема скорее в конструкции ЦАП или АЦП, имеющей некоторую нелинейность, когда речь идет о значениях в битах выше бита 7. Факт то, что график идет вниз между пиками, заставляет меня думать, что дизайнеры знают об этой нелинейности и пытаются компенсировать ее таким образом.
Ссылка на таблицы данных, а в идеале схема может помочь выявить слабые места. Есть некоторые архитектуры ЦАП, подверженные ошибкам этой формы (и внутри большинства АЦП есть ЦАП), но обычно не такой величины, если что-то еще не не так. Проверьте источники питания, импеданс источника опорного напряжения и импеданс источника, управляющего АЦП. Обратите внимание, что основной наклон указывает на смещение постоянного тока и ошибку усиления.
Используете ли вы обходные заглушки?
@BrianDrummond, спасибо за ваши идеи. Я добавил схемы и дополнительную информацию об источнике питания. Я совсем новичок в электронике, поэтому не знаю, как узнать импеданс источника моего источника напряжения. Может схемы и даташиты помогут разобраться.
@Chupacabras Я пытался добавить дополнительные колпачки к источнику питания и выходу АЦП, но это не удалило шаблон.
На странице 3 таблицы данных ЦАП указано, что выходное сопротивление составляет 1 Ом, и это нормально. НО... на странице 2 написано «Ошибка INL (макс.) +/- 14,5 LSB». Это довольно ужасно. Ваш график показывает около +/- 4 младших разряда, что вдвое больше «Типичной» спецификации на той же странице, но намного меньше гарантированного макс. Также см. рис. 2.5, стр. 5, тот же базовый паттерн (в некоторых отношениях хуже). Это может быть все, что вы получите, если не используете более качественный ЦАП. (обновление: спецификация АЦП выглядит нормально)
@BrianDrummond, большое спасибо! Это ответ на мой вопрос! Думаю, мне придется искать лучший ЦАП или компенсировать ошибки в коде.
И теперь вы знаете, что нужно читать спецификации INL и DNL, ​​прежде чем вкладывать деньги.
@BrianDrummond, пожалуйста, сделайте свой комментарий ответом и уточните, что все это значит :)
@BrianDrummond уже заказал DAC7571, кажется намного лучше.

Ответы (1)

Точность выходного напряжения ЦАП можно оценить, взглянув на лист данных и пределы погрешности выхода:

введите описание изображения здесь

Тогда вам нужно понять, что означают такие термины, как INL:

введите описание изображения здесь

График выше показывает INL (интегральная нелинейность). По сути, это означает, что выходной сигнал ЦАП может иметь +/- 14,5 младших битов ошибки от идеальной прямой линии. Учитывая, что ваш ЦАП 12-битный (4096 младших разрядов), INL выдает ошибку +/- 0,35%.

Но у вас также будет ноль и ошибка усиления: -

введите описание изображения здесь

Ошибка усиления может составлять до 2% полной шкалы, а ошибка смещения может составлять до 0,75% полной шкалы.

Вы также можете получить представление о шаблонах ошибок, если углубитесь в таблицу данных. Например, этот график на странице 5 показывает влияние INL и обратите внимание, как повторяются определенные шаблоны, как показано на рисунке в вопросе: -

введите описание изображения здесь

Помните также, что это всего лишь ЦАП — аналогичная картина будет и для АЦП.

Ошибки ЦАП в АЦП
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 2v