在设计测量系统时，我们需要充分了解不同的误差源以及它们对整体精度的影响。误差分析使我们能够自信地选择组件并确保系统满足精度要求。

本文通过不同的例子深入讨论ADC系统误差分析。

信号链中的典型错误

图 1 显示了电阻电流传感应用的框图 。

电阻电流传感应用的框图。

图 1. 电阻电流传感应用的框图。图片由Analog Devices提供尽管 ADC 是关键组件，但它只是测量系统中的一个误差源。可能还有其他几个组件，例如滤波器、放大器、ADC 输入驱动器和电压基准，这些组件会给系统增加额外的误差。这些组件的非理想性表现为系统整体失调误差、增益误差或非线性的增加。根据应用和电路拓扑，特定组件的错误可能比其他组件更严重。

ADC 增益误差取决于信号电平

在继续之前，我们需要强调增益误差和失调误差之间的一个重要区别：与失调误差不同，增益误差取决于信号电平。为了更好地理解这一点，请考虑下面描述的 3 位 ADC 的特性曲线（图 2），其偏移误差为 -1.5 LSB（有效位）。

具有 -1.5 LSB 偏移误差的 3 位 ADC 特性曲线示例。

图 2. 具有 -1.5 LSB 偏移误差的 3 位 ADC 特性曲线示例。图片由Microchip提供请注意，偏移误差会使整个传递函数移动相同的值。换句话说，无论输入信号电平如何，它都会引入相同的误差值。然而，增益误差的情况并非如此。下图 3 显示了增益误差为 +1.5 LSB 的 3 位 ADC。

具有 +1.5 LSB 增益误差的 3 位 ADC 绘图示例。

图 3.具有 +1.5 LSB 增益误差的 3 位 ADC 绘图示例。图片由Microchip提供对于输入范围上端（约 1.4 V）的输入信号，增益误差为 +1.5 LSB；然而，在输入范围的下端，误差为零。对于范围中点的输入，增益误差约为 +0.75 LSB。因此，增益误差与输入信号成比例。这意味着，如果在特定应用中输入电平始终小于满量程值，则有效增益误差只是额定值的一部分。