No linealidad integral

Medida del rendimiento en convertidores de digital a analógico y de analógico a digital

La no linealidad integral (acrónimo INL ) es una medida de rendimiento que se utiliza habitualmente en los convertidores de digital a analógico (DAC) y de analógico a digital (ADC). En los DAC, es una medida de la desviación entre el valor de salida ideal y el valor de salida medido real para un determinado código de entrada. En los ADC, es la desviación entre el valor de umbral de entrada ideal y el nivel de umbral medido de un determinado código de salida. Esta medición se realiza después de que se hayan compensado los errores de compensación y ganancia. ^[1]

La función de transferencia ideal de un DAC o ADC es una línea recta. La medición de INL depende de qué línea se elija como ideal. Una opción común es la línea que conecta los puntos finales de la función de transferencia, en otras palabras, la línea que conecta el valor de entrada/salida medido más pequeño y más grande. Una alternativa es utilizar una línea de mejor ajuste , donde se minimiza el INL promedio (o alternativamente el cuadrado medio).

Si bien el INL se puede medir para cada código de entrada/salida posible, a menudo solo se proporciona el error máximo al informar el INL de un convertidor. ^[2]

Fórmulas

INL de un DAC

El INL de un código de un DAC con códigos de salida se define como el valor absoluto de la diferencia del voltaje de salida real menos el valor ideal: ${\displaystyle c}$ ${\displaystyle N_{c}}$

${\displaystyle \mathrm {INL} _{c}=\left|V_{\mathrm {o,ideal} }(c)-V_{\mathrm {o,real} }(c)\right|=\left|(V_{\mathrm {o,max} }-V_{\mathrm {o,min} }){\frac {c}{N_{c}-1}}-V_{\mathrm {o,real} }(c)\right|}$

dónde

${\displaystyle V_{\mathrm {o,max} }}$y son los voltajes de salida ideales máximo y mínimo del DAC. ${\displaystyle V_{\mathrm {o,min} }}$

INL de un ADC

Para un ADC, la INL de un código se define como la desviación de los puntos medios de los pasos de cuantificación entre la función de transferencia ideal y la real. ${\displaystyle c}$

${\displaystyle \mathrm {INL} _{c}=\left|V_{\mathrm {M,ideal} }(c)-V_{\mathrm {M,real} }(c)\right|}$

Máximo INL de un convertidor

Cuando se hace referencia al INL de un convertidor, generalmente se hace referencia al INL máximo maximizado en todos los códigos. Para la línea que pasa por los puntos finales, el INL de un DAC es

${\displaystyle \mathrm {INL} _{max}=\max _{c\in \{0,1,\ldots ,N_{c}-1\}}\mathrm {INL} _{c}}$

Este INL se mide en voltios; se puede dividir por el voltaje LSB ideal para obtener la medida en LSB: ${\displaystyle V_{LSB}}$

${\displaystyle \mathrm {INL} _{max,norm}={\frac {\mathrm {INL} _{max}}{V_{LSB}}}}$

Véase también

• No linealidad diferencial
• Cuantización

Referencias

1. Sansen, Willy Conceptos básicos del diseño analógico (2006), Springer. Página 605. ISBN  978-0-387-25746-4
2. Johns, David A. y Martin, Ken. Diseño de circuitos integrados analógicos (1997), Wiley. Página 456. ISBN 0-471-14448-7 

Enlaces externos

• Nota de aplicación 283 de mediciones INL/DNL para convertidores analógico-digitales (ADC) de alta velocidad de Analog Devices