이번에는 ADC 특성 중 DNL과 INL에 대해 알아보다가
TI사의 slaa587, key parameter, AD9652 문서내용을 참고하여 정리하였다.
- DNL(Differential Nonlineartiy)
ADC에 입력한 아날로그신호 크기를 증가시키면 ADC가 출력하는 샘플링 값 또한 커진다.
ADC가 출력하는 샘플링값이 1LSB씩 올라갈 때,
이 1LSB를 올리는데 필요한 아날로그 신호의 크기가 계속 일정한지를 나타내는 지표이다.
※1LSB : ADC가 샘플링된 값을 표현하는 최소 단위
예를 들어 아날로그 신호가 1V 증가하면 샘플링 된 값이 001(이진수) 씩 증가하는 3비트 ADC를 설계했다고 보자. 그렇다면 아날로그 신호의 크기를 계속 증가시켜보자, 1V를 증가할 때마다 001씩 증가해야한다. 하지만 아날로그 신호 크기를 계속 키워가며 ADC의 DNL 특성을 실제 측정해보면 0.8V를 증가시켰는데 001이 증가하는 구간도 있고, 1.2V를 증가시켰는데 001이 증가하는 구간도 있다.
0.8V를 증가시켰는데 001이 증가하기는 경우이면 Narrow Code( < 1 LSB)이고
1.2V를 증가시켰는데 001이 증가하기는 경우이면 Wide Code( > 1 LSB) 이다.
Narrow Code와 Wide Code인 경우 벗어나는 정도가 크면 Differential Nonlinearty가 큰 것이다.
DNL의 특성은 ADC뿐만 아니라 DAC에서도 언급된다.
다음그림은 ADC 데이터시트에서 볼 수 있는 DNL 커브이다. 입력 아날로그 신호의 크기와 출력된 샘플링 값의 관계가 이상적으로 선형적이라면 DNL-LSBs가 0이다.
- INL(Integral Nonlineartiy)
INL은 입력된 아날로그 신호의 크기와 샘플링된 값의 차이가 얼마인지를 알려주는 지표이다.
예를 들어 3비트 ADC가 있다. 4V를 입력하면 ADC는 100(이진수)가 나오도록 설계했다고 보자. 하지만 실제로 ADC에 4V를 넣었는데 110이 출력되었다.
그렇다면 기대하는 값인 100(이진수)와 실제 측정값 110(이진수)의 차이가 INL error이다.
DNL과 마찬가지로 INL 특성은 ADC뿐만 아니라 DAC에서도 언급된다.
DNL은
ADC에 입력되는 아날로그 신호의 크기를 증가시켰을 때 , 아날로그 신호크기의 변화에 따라서 샘플링된 값의 변화하는 값이 계속 지속적으로 유지되는지를 보여주는 지표이다.
DNL은 샘플링 된 값들이 실제 아날로그 신호의 크기를 잘 반영하는지를 평가하는 특성은 아닌 것으로 보이며, 이 부분은 INL 특성이 보여준다.
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