16位ADC的积分非线性做到0.5LSB的难度有多大

Question

有知道的老哥能比喻一下吗，最近看了很多文章都没有提到DNL和INL,感觉有点疑惑

Answer 1

让阿豪来帮你解答，本回答参考chatgpt3.5编写提供，如果还有疑问可以评论或留言

问题：什么是DNL和INL？它们在数字信号处理中的作用是什么？有没有实际的应用案例？如何计算出DNL和INL？ 回答： DNL代表差分非线性，指的是ADC（模数转换器）的输出与理论输出之间的差距，通常用最大非线性误差来描述。INL代表积分非线性，是指DNL的积分。具体来说，INL是一个ADC输出与期望线性输出之差的积分，通常用理想直线误差来描述。 在数字信号处理中，DNL和INL是用于评估ADC线性度的指标。由于ADC的输出不可能完全与输入信号匹配，因此DNL和INL可以用于评估ADC在各种情况下的输出精度和可靠性。 举例来说，如果一个12位ADC需要转换的范围是0-10V，那么它应该有4096个输出级别（2的12次方）。如果ADC的输出级别只有4094个，则DNL为-2/4096=-0.5LSB。INL是DNL的积分，因此需要将所有的DNL值加起来，得到一个整体的非线性误差。 实际应用中，DNL和INL可以用于校准ADC，并确定ADC的最佳转换参数。此外，它们还可以用于评估各种噪声源对ADC输出的影响，包括电源噪声、热噪声和量化噪声等。 计算DNL和INL的方法可以在ADC的数据手册中找到，通常是通过实际测试得到的。下面是一些计算DNL和INL的示例代码：

import numpy as np
# 计算DNL的函数
def calculate_dnl(output_code, ideal_code):
    # 理论线性输出步长LSB
    lsb = 1 / (ideal_code[1] - ideal_code[0])
    # 计算每个输出代码与理论输出之间的差距
    diff = output_code - ideal_code
    # 计算最大非线性误差（DNL）
    max_dnl = np.abs(diff).max() / lsb - 1
    return max_dnl
# 计算INL的函数
def calculate_inl(output_code, ideal_code):
    # 理论线性输出步长LSB
    lsb = 1 / (ideal_code[1] - ideal_code[0])
    # 计算每个输出代码与理论输出之间的差距
    diff = output_code - ideal_code
    # 计算每个输出代码的非线性误差（DNL）
    dnl = diff / lsb - 1
    # 计算积分非线性误差（INL）
    inl = np.cumsum(dnl)
    return inl

以上就是DNL和INL的相关信息和计算方法。