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과학

ADC 이득 오차

ADC 이득 오차과학
영문명
ADC gain error
분류
정적 변환 오차
주요 특징
변환 기울기의 차이
전제
오프셋 성분 분리
ADC 이득 오차는 오프셋을 제거한 뒤에도 실제 변환 특성의 기울기가 이상적인 기울기와 다른 현상이다. 입력이 달라질 때 출력 변화량이 기준과 어긋나는 문제이며 입력 범위 끝에서 관찰한 전체 오차와 구분한다.

상수가 아니라 비율의 문제다

출력에 같은 양을 더하는 오프셋과 달리 이득 차이는 입력 변화에 비례한 편차를 만든다. 이상적인 직선과 실제 특성의 기울기를 비교하되 코드 전환 또는 끝점 등 구체적인 측정 기준은 제품 정의를 따른다.

직접 계산한 예

양자화와 포화를 제외한 가상의 전압 환산 출력이 y = 1.01x + 0.002라고 하자. x와 y의 단위는 V다. 상수항 2 mV를 제거해도 입력 1 V의 출력은 1.01 V가 된다. 이 모델에서 기울기는 이상값보다 1% 크다. 입력 0.1 V에서는 이득에 따른 추가 차이가 1 mV다.

전체 끝점 오차와 구분한다

앞의 모델에서 입력 1 V일 때 총 차이는 12 mV다. 여기에는 10 mV의 이득 성분과 2 mV의 오프셋이 함께 있다. 끝점에서 본 총 차이를 모두 이득 오차로 부르면 보정 방식도 달라진다. 데이터시트의 풀스케일 오차가 무엇을 포함하는지 확인한다.

비례 보정 이후에도 남는 것

모델이 안정적이고 포화되지 않았다면 상수항을 제거하고 기울기로 나누는 보정을 생각할 수 있다. 그러나 코드별 비선형성, 잡음과 온도 변화가 자동으로 사라지는 것은 아니다. 이득 오차가 작다는 이유만으로 전체 입력 범위에서 같은 정확도를 보장한다고 해석하지 않는다.

관련 문서

ADC 오프셋 오차 / 아날로그 디지털 변환기 / 적분 비선형성 / 미분 비선형성 / 양자화 (신호 처리) / 신호대잡음비