數據采集系統的關鍵性能指標(07-100)

　　輸入偏移

　　假定所有其他誤差都是零，輸入偏移是測量輸入和實際輸入電壓之間恒定差值。例如，若輸入偏移電壓是+0.1V，則理想1V、2V和5V輸入信號測量將分別提供讀數1.1V、2.1V和5.1V。

　　在實際系統中，其他3個誤差決不會是零，這使輸入偏移測量復雜化。基于此原因，大多數性能指標定義輸入偏移是在0V的測量誤差。

　　某些DAQ產品提供自動調零能力。這種性能驅使輸入偏移誤差到零或至少到足夠小的電平，使其貢獻相對于其他誤差不再是明顯的。

　　增益誤差

　　在說明此誤差時，假定所有其他誤差都是零。在此情況下，增益誤差是實際系統和理想系統之間的每位電壓斜率差。例如，增益誤差是1%，則增益誤差在1V應是10mV，而10V的誤差應是10倍大的100mV。

　　在實現系統中，其他誤差不是零，增益誤差通常定義為滿標讀時的測量誤差，例如，在0~10V范圍實例中，假定10V或接近10V(如9.9V)時，誤差是1mV，則增益誤差標定是100X(0.001/10)或0.01%。對于較高精度的測量系統，增益誤差往往標定百萬分之幾(ppm)，而不是幾百分之幾。

　　為了用ppm計算誤差，用1百萬乘輸入范圍分式的輸入誤差。在實例中，0.01%應等于1,000,000(0.001/10)或100ppm。

　　盡管很多產品提供自動定標，可以降低增益誤差，但增益誤差不像輸入偏移誤差，不可能完全消除。這是因自動增益定標是相對于內部供電的參考電壓。

　　參考電壓有自己本身的誤差，參考電壓中的任何誤差都會轉化進增動態范圍(dB)益誤差。當增益誤差相對于系統其他誤差變小時，改善參考電壓精度會變得不太經濟。

　　非線性度

　　非線性度是實際電壓的輸入測量曲線和理想的直線之間的差值。非線性誤差有兩個成分：INL積分非線性和差分非線性(DNL)。

　　在大多數DAQ系統中，INL是重要的性能指標，通常以位表示，表明由電壓讀數曲線偏離直線所引起的最大誤差貢獻。盡管描述概念有某些困難，但容易用圖1描繪。

　　DNL描述A/D變換器增加或減少1位所需要的輸入電壓改變之間的抖動。在理想的變換器中，電壓從一個讀數增加到下一個較高的讀數是相等的，并嚴格等于系統分辨率。

　　例如，一個10V輸入范圍的16位系統，每位的分辨率是152.6?V。一個理想的變換器每次增加1位數字輸出，其輸入電壓應增加152.6?V。然而，A/D變換器不是理想的，而電壓增量所需移到下一個較高位不是一個固定數。

　　DNL通常應該是±1LSB或更小。DNL性能指標±1LSB表明丟失碼是可能的。A/D丟失碼會損害測量精度。