Linearität ist ein wichtiger Parameter bei der Bewertung der Leistung eines Analog-Digital-Wandlers (ADC), der in Sensorsystemen verwendet wird. Sie zeigt an, wie genau der ADC ein analoges Eingangssignal in einen digitalen Ausgang über seinen gesamten Bereich umwandelt. Die Gewährleistung einer hohen Linearität trägt zur Aufrechterhaltung der Integrität der Sensordaten bei und verbessert die Zuverlässigkeit des Systems.

Linearität in ADCs verstehen

Linearität bezieht sich auf die Nähe der tatsächlichen Übertragungsfunktion des ADC zu einer idealen Geraden. Abweichungen von dieser Linie werden gemessen, um die Genauigkeit des ADC zu beurteilen. Zwei gängige Metriken sind Integrale Nichtlinearität (INL) und Differentielle Nichtlinearität (DNL).

Methoden zur Bestimmung der Linearität

Die Prüfung der Linearität beinhaltet das Anlegen bekannter Eingangssignale und die Analyse des Ausgangs.

  • Anwendung eines präzisen, stabilen Eingangsspannungssweeps über den gesamten ADC-Bereich.
  • Aufzeichnung des digitalen Outputs für jede Eingabeebene.
  • Plotting der Eingabe-gegen-Ausgabedaten zur Visualisierung der Übertragungsfunktion.
  • Berechnung der INL- und DNL-Werte zur Quantifizierung von Abweichungen.

Werkzeuge und Ausrüstung

Genaue Linearitätstests erfordern spezifische Werkzeuge, einschließlich:

  • Präzisionsspannungsquellen oder Wellenformgeneratoren
  • Datenerfassungssysteme
  • Analysesoftware für die Darstellung und Berechnung