ADC非线性误差及频带限制

将模拟信号转换为数字信号是模数转换器ADC的工作范畴。这一步除了之前我们讲的两类误差（采样和量化误差）之外，还有以下各方面的误差存在。

混叠：采样定理的前提条件是信号是有限带宽的，然而，现实中有限时间长度的信号可能带宽也不是有限的。感兴趣的信号几乎总是有限时间长度，但它们的带宽可能不受限。通过设计带合适保护带宽的采集设备，就可能得到满足精度要求的输出。

集成效应或孔径效应：这是由于采样得到的数据点是一段时间平均的结果，而不等于采样时刻的瞬时信号值。这个效应在摄影中显而易见，当曝光时间太长，图像就变得模糊，理想的照相机的曝光时间应该是零。在基于电容的采样和保持电路中，引入的集成效应是由于电容不能瞬间改变电压，因而，采样有一定的时间宽度。

抖动或偏离：来源于精确的采样时间间隔，由于采样有一定的时间跨度，因而，对于一个缓变的信号，可能影响不大，但是对于一个幅值改变大的信号，可能会导致幅值有较大的偏离。(www.xing528.com)

噪声：包括热敏元器件噪声、模拟电路噪声及热噪声等。

转换速率限制误差：ADC输出值不能改变得足够快。模拟转换器本身也有一定的转换速率，当数据容量大时，可能来不及及时转换，就会造成误差。当今的AD模数转换速率相当快，并且通常是每通道会有一个或多个AD（如B&K和DASP就存在一通道使用多个AD的情况）存在，所有的通道全并行采样，能满足最高采样率下的模数转换速率要求。但是在早期，可能会使用多路复用技术，即所谓的采保技术，也就是多通道共用AD的情况，这时必然导致AD来不及转换多通道采集的数据，多通道循环采样，导致通道之间的数据出现偏差，各通道之间不同步，信号出现偏斜现象，如图2-37b所示。图2-37a所示为并行采样的得到的多通道数据，通道之间数据完全重合，图2-37b所示为多路复用技术采集到的多通道信号，信号之间存在一定的偏斜。

输入电压转化为工程物理输出值之间的非线性也会造成误差（不同于量化）。这个非线性误差是指传感器的灵敏度不是线性的，存在非线性。通常，数据采集时，我们只输入单个灵敏度，但这个灵敏度是对应一定频带的，超出这个频带范围，就会存在这个非线性误差。另一方面，传感器使用一段时间后，灵敏度本身也可能出现偏差，这时还使用之前的灵敏度，必然带来新的误差。因此，传感器都要定期进行标定。