数模转换器(DAC)指标计算
DAC(Digital-to-Analog Converter)将数字信号转换为模拟电压或电流。以下为DAC关键性能指标的计算公式。
一、分辨率与LSB
对于 $N$ 位DAC,分辨率为 $2^N$ 个离散电平。
最低有效位(LSB)电压:
$V_{LSB} = \dfrac{V_{ref}}{2^N}$
其中 $V_{ref}$ 为参考电压,$N$ 为位数。
二、输出模拟电压
$V_{out} = \dfrac{D}{2^N} \times V_{ref}$
$D$ 为输入数字码($0 \sim 2^N-1$)。
三、DNL与INL
微分非线性:$DNL_k = \dfrac{V_{k+1} - V_k - V_{LSB}}{V_{LSB}}$
积分非线性:$INL_k = \sum_{i=1}^{k} DNL_i$
四、信噪比(理想N位DAC)
$SNR = 6.02N + 1.76 \text{ dB}$
五、建立时间
输出从初始值到达并保持在最终值±0.5 LSB误差范围内所需的时间。通常用 $RC$ 时间常数估算:$t_s \approx N\tau\ln 2$。
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