线性误差对比和数字电路抗扰

线性度有两种类型的误差，它们是差分非线性和积分非线性，通常分别称为DNL和INL。DNL定义为偏离理想值的一切误差或偏差。换言之，它表示两个相邻代码的模拟差与理想代码值VFS/2N 之间的偏差。可将其看作与ADC的SNR性能相关的因素。随着代码的偏差越来越大，转换数也随之下降。该误差在温度范围内的 界限为±0.5 LSB，可保证无失码。

INL定义为零电平和满量程之间的理想直线近似曲率偏差。多数情况下，INL决定了ADC的SFDR性能。INL总偏差形状可以决定最主 要的谐波性能。比如，INL曲线呈弓形会相应产生更差的偶次谐波，而INL曲线呈S弓形则通常产生奇次谐波。该误差本质上与频率有关，并与这类误差分析无关。哪怕可以消除静态失调和增益误差，与失调和增益误差有关的温度系数将会依然存在。

例如，一个12位ADC具有10 ppm增益误差，或FSR/°C = 0.001%/°C。 12位系统中的1 LSB为?096，或者近似等于0.024%。因此，若125°C ??(–40°C至+85°C)，则产生±2.5 LSB增益温度系数 误差，或0.001% ×?125 = 0.125%。其中，0.125/0.024 = 5.1或±2.55 LSB。对于失调温度系数，5 ppm失调误差或FSR/°C = 0.0005%/°C。这将产生±1.3 LSB失调温度系数误差，或 0.0005% ×?125 = 0.0625。其中，0.0625/0.024 = 2.6或±1.3 LSB。

数字和模拟设备的发射和敏感特性不同的，一般不能用对数字信号滤波的方法来实现模拟电路电磁兼容。要根据数字电路单元的性能、电路元器件的速率来决定。数字系统误动作的重要原因中，绝大多数起因于机壳地、信号地的电位波动。集成电路0V端电位发生变化时，它的工作状态便不稳定，从而影响下一级输入端状况，下一级也会不稳定。0V线电位的变化是接地线本身有电感和直流电阻所致。必须选择电路功能允许的最慢的上升时间和下降时间，以限制产生不必要的高频分量。避免产生和使用不必要的高逻辑电平。如能用5V电平的就不要用12V电平。时钟频率应在工作允许的条件下选用最低的。

要防止数据脉冲通过滤波和二次稳压电源耦合到直流电源总线上去。数字电路的输入、输出线不要紧靠时钟或振荡器线、电源线等电磁热线，也不要紧靠复位线、中断线、控制线等脆弱信号线。只要可能，就应在低阻抗点上连接数字电路的输入和输出端，或用阻抗变换缓冲级。要严格限制脉冲波形的尖峰、过冲和阻尼振荡。若用脉冲变压器，应是有屏蔽的。必须对电源线、控制线去耦，以防止外部骚扰进入。不要用长的、非屏蔽的信号线。印制线长度达每ns上升时间大约5cm就要考虑匹配端接。注意到光电隔离器对差模骚扰有抑制效果，而对共模骚扰去没有明显作用。

印制导线的电感分量在产生公共阻抗耦合方面起着主导作用。电源线，尤其地线条要尽量粗、短。对有暂态陡峭电源电流的器件和易受电源噪声影响的器件，要在其近旁接入高频特性好的电容器去耦。在每个印制板电源入口处装1个滤波器防止来自电源的冲击输入。用屏蔽网（编织带）和铁氧体夹卡改善扁平电缆的抗骚扰性能。从2层印制电路板改为多层印制电路板，很容易使发射和抗扰度性能提高10倍。“五—五”规则可以帮助你决策。即时钟频率大于5MHz或者脉冲上升时间小于5ns，宜于选择多层电路板。用手工布关键线（时钟、高速重复控制信号、复位线、中继线、I/O线等）。若用自动布线必须仔细检查和修改违反EMI控制的地方。

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