電信號鏈有多種形式。它們可以由不同的電氣元件組成，包括傳感器、執行器、放大器、模數轉換器 （ADC）、數模轉換器 （DAC），甚至微控制器。整個信號鏈的精度起著決定性的作用。為了提高準確性，首先需要識別并最小化各個鏈接中的相應錯誤。根據信號鏈的復雜性，這種分析可能會變成一項艱巨的任務。本文介紹一種精密DAC信號鏈誤差預算計算工具。它將描述與DAC連接的組件的單個誤差貢獻。最后，它將逐步演示如何使用此工具來識別和糾正這些問題。

精密DAC誤差預算計算器精確、易于使用，可以幫助開發人員為特定應用選擇最合適的元件。由于DAC通常不會單獨出現在信號鏈中，而是連接到基準電壓源和運算放大器（例如，作為基準電壓緩沖器），因此必須考慮這些附加元件及其各自的誤差并求和。為了更好地理解這個概念，我們首先看一下主要組件的各個誤差貢獻，如圖1所示。

圖1.DAC信號鏈的主要元件。

基準電壓源有四個主要誤差貢獻。第一個與初始精度（初始誤差）相關，它表示在定義溫度為25°C的生產測試中測量的輸出電壓變化。 除此之外，還有與溫度系數（溫度系數誤差）、負載調整率誤差和線路調整率誤差相關的誤差。

初始精度和溫度系數誤差對總誤差的貢獻最大。在運算放大器中，輸入失調電壓誤差和電阻容差誤差的影響最大。輸入失調電壓誤差是指必須施加到輸入端的低差分電壓，以強制輸出為0 V。電阻的容差誤差是由用于設置閉環增益的相應容差引起的增益誤差。其他誤差由偏置電流、電源抑制比（PSRR）、開環增益、輸入失調電流、CMRR失調和輸入失調電壓漂移引起。

對于DAC本身，數據手冊中給出了各種類型的誤差，例如，積分非線性（INL）誤差，它與理想輸出電壓與給定輸入代碼測量的輸出電壓之間的差異有關。其他類型包括增益、失調和增益溫度系數誤差。這些有時都組合在一起以形成總意外錯誤 （TUE）。這涉及到考慮所有DAC誤差（即INL、失調和增益誤差）以及電源電壓和溫度范圍內的輸出漂移的輸出誤差的測量。

由于不同的誤差源通常不相關，因此計算信號鏈中總誤差的最精確方法是和方根法：

收集各個組件的誤差通常是一項繁瑣的任務，因此我們可以使用誤差預算計算器來簡化此操作，以得出同樣精確的計算。

使用精密DAC誤差預算計算器，逐步

首先，使用誤差預算計算器，從三種DAC類型中進行選擇：電壓輸出DAC、乘法DAC和4 mA至20 mA電流源DAC。接下來，設置所需的溫度范圍和電源電壓紋波以進行誤差計算。后者對PSRR錯誤具有決定性作用。輸入這些值后，計算器將生成一個圖表，顯示信號鏈中各個組件各自的誤差貢獻，如圖2所示。

圖2.ADI誤差預算計算器中誤差貢獻的表示形式。

本例中的總誤差主要受基準電壓源的影響。通過使用更精確的參考模塊，可以改善該信號鏈。

DAC的集成電阻負責比較內部反相放大器，從而提高精度，對DAC的總誤差起著決定性的作用。在沒有集成電阻或內部反相放大器的DAC中，這些參數可以單獨指定，如圖2所示。

誤差預算計算器可靠且易于使用，因此更容易創建精密DAC信號鏈并快速評估設計權衡。

審核編輯：郭婷