微分非線形性

微分非直線性(略称DNL ) は、デジタル - アナログ(DAC) コンバータおよびアナログ - デジタル(ADC) コンバータの性能を測る一般的な指標です。これは、隣接する入力デジタル値に対応する 2 つのアナログ値間の偏差を表す用語です。これは、デジタル - アナログ コンバータ(DAC) のエラーを測定するための重要な仕様であり、DAC の精度は主にこの仕様によって決まります。理想的には、隣接する 2 つのデジタル コードは、正確に 1 つの最下位ビット(LSB) 離れた出力アナログ電圧に対応します。微分非直線性は、理想的な 1 LSB ステップからの最悪の偏差の指標です。たとえば、1 LSB のデジタル コードの変化に対して 1.5 LSB の出力変化がある DAC は、1⁄2 LSB の微分非直線性を示します。微分非直線性は、小数ビットまたはフルスケールのパーセンテージで表すことができます。微分非直線性が 1 LSB を超えると、DAC の伝達関数が非単調になる可能性があります。 ^[1]ミッシングコードとも呼ばれる。

微分直線性とは、出力の変化と入力の変化との間の一定の関係を指します。トランスデューサの場合、入力の変化によって出力に均一なステップ変化が生じる場合、トランスデューサは微分直線性を備えています。微分直線性は望ましいものであり、原子力計測機器で使用されるシングルスロープのアナログ/デジタル コンバータなどのシステムに固有のものです。

${\displaystyle {\text{DNL(i)}}={{V_{\text{out}}(i+1)-V_{\text{out}}(i)} \over {\text{理想的な LSB ステップ幅}}}-1}$

• ADC の DNL が -1 より小さい場合、伝達関数に欠落コードが発生します。つまり、ADC 出力でコードを取得するための入力電圧がないコードが存在します。
• DAC の DNL が 1 より大きい場合、DAC の伝達関数は非単調になります。非単調な DAC は、安定性の問題、つまり振動を引き起こす可能性があるため、特に閉ループ制御アプリケーションでは望ましくありません。

• 積分非線形性

• 高速アナログ-デジタルコンバータ（ADC）のINL/DNL測定アプリケーションノート283（アナログデバイス社）
• データコンバーターの理解