위키득계정 ↗
과학

미분 비선형성

미분 비선형성과학
영문명
Differential nonlinearity
약칭
DNL
이상적 값
0 LSB
관찰 대상
인접 코드의 단계 크기
미분 비선형성은 ADC나 DAC에서 인접 코드 사이의 간격이 이상적인 한 단계에서 얼마나 벗어나는지를 나타내는 특성이다. DNL이라고 줄여 부르며 보통 LSB를 기준으로 표현한다.

단계 크기가 일정한지 본다

이상적인 균일 변환기에서는 인접한 단계의 크기가 같다. 실제 변환기에서는 어떤 간격이 넓고 다른 간격이 좁을 수 있다. DNL은 전체 기울기 하나보다 각 단계의 간격이 어떻게 달라지는지를 살핀다.

DAC의 계산 예

이상적인 출력 단계가 1 mV인데 인접 코드의 실제 출력 차이가 1.2 mV라면 이상값 대비 차이는 +0.2 LSB다. 실제 차이가 0.7 mV라면 −0.3 LSB다. 두 값은 특정 장치의 사양이 아니라 간격 오차를 읽기 위한 가상 예다.

ADC에서는 입력 구간을 본다

ADC의 한 출력 코드가 유지되는 입력 구간을 코드 폭이라고 한다. 이상적인 폭이 2 mV인데 실제 폭이 3 mV라면 폭은 1.5 LSB이고 DNL은 +0.5 LSB다. 코드 숫자가 일정한 정수 간격으로 바뀌어도 실제 입력 구간의 폭은 서로 다를 수 있다.

비트 수만으로 알 수 없다

명목 비트 수가 같아도 단계 간격의 균일성은 다를 수 있다. 자료를 읽을 때 대표값인지 최대 오차인지와 시험 조건을 확인한다. DNL 하나만으로 전체 전달 특성이나 잡음, 시간 응답까지 모두 설명하지는 않는다.

관련 문서

아날로그 디지털 변환기 / 디지털 아날로그 변환기 / 양자화 (신호 처리) / 비트 / 전압 / 근삿값