數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關(guān)鍵性能指標(biāo)(07-100)

　　輸入偏移

　　假定所有其他誤差都是零，輸入偏移是測量輸入和實(shí)際輸入電壓之間恒定差值。例如，若輸入偏移電壓是+0.1V，則理想1V、2V和5V輸入信號(hào)測量將分別提供讀數(shù)1.1V、2.1V和5.1V。

　　在實(shí)際系統(tǒng)中，其他3個(gè)誤差決不會(huì)是零，這使輸入偏移測量復(fù)雜化?；诖嗽?，大多數(shù)性能指標(biāo)定義輸入偏移是在0V的測量誤差。

　　某些DAQ產(chǎn)品提供自動(dòng)調(diào)零能力。這種性能驅(qū)使輸入偏移誤差到零或至少到足夠小的電平，使其貢獻(xiàn)相對(duì)于其他誤差不再是明顯的。

　　增益誤差

　　在說明此誤差時(shí)，假定所有其他誤差都是零。在此情況下，增益誤差是實(shí)際系統(tǒng)和理想系統(tǒng)之間的每位電壓斜率差。例如，增益誤差是1%，則增益誤差在1V應(yīng)是10mV，而10V的誤差應(yīng)是10倍大的100mV。

　　在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中，其他誤差不是零，增益誤差通常定義為滿標(biāo)讀時(shí)的測量誤差，例如，在0~10V范圍實(shí)例中，假定10V或接近10V(如9.9V)時(shí)，誤差是1mV，則增益誤差標(biāo)定是100X(0.001/10)或0.01%。對(duì)于較高精度的測量系統(tǒng)，增益誤差往往標(biāo)定百萬分之幾(ppm)，而不是幾百分之幾。

　　為了用ppm計(jì)算誤差，用1百萬乘輸入范圍分式的輸入誤差。在實(shí)例中，0.01%應(yīng)等于1,000,000(0.001/10)或100ppm。

　　盡管很多產(chǎn)品提供自動(dòng)定標(biāo)，可以降低增益誤差，但增益誤差不像輸入偏移誤差，不可能完全消除。這是因自動(dòng)增益定標(biāo)是相對(duì)于內(nèi)部供電的參考電壓。

　　參考電壓有自己本身的誤差，參考電壓中的任何誤差都會(huì)轉(zhuǎn)化進(jìn)增動(dòng)態(tài)范圍(dB)益誤差。當(dāng)增益誤差相對(duì)于系統(tǒng)其他誤差變小時(shí)，改善參考電壓精度會(huì)變得不太經(jīng)濟(jì)。

　　非線性度

　　非線性度是實(shí)際電壓的輸入測量曲線和理想的直線之間的差值。非線性誤差有兩個(gè)成分：INL積分非線性和差分非線性(DNL)。

　　在大多數(shù)DAQ系統(tǒng)中，INL是重要的性能指標(biāo)，通常以位表示，表明由電壓讀數(shù)曲線偏離直線所引起的最大誤差貢獻(xiàn)。盡管描述概念有某些困難，但容易用圖1描繪。

　　DNL描述A/D變換器增加或減少1位所需要的輸入電壓改變之間的抖動(dòng)。在理想的變換器中，電壓從一個(gè)讀數(shù)增加到下一個(gè)較高的讀數(shù)是相等的，并嚴(yán)格等于系統(tǒng)分辨率。

　　例如，一個(gè)10V輸入范圍的16位系統(tǒng)，每位的分辨率是152.6?V。一個(gè)理想的變換器每次增加1位數(shù)字輸出，其輸入電壓應(yīng)增加152.6?V。然而，A/D變換器不是理想的，而電壓增量所需移到下一個(gè)較高位不是一個(gè)固定數(shù)。

　　DNL通常應(yīng)該是±1LSB或更小。DNL性能指標(biāo)±1LSB表明丟失碼是可能的。A/D丟失碼會(huì)損害測量精度。