增益误差

增益误差，是数据转换器的增益误差，代表实际传输函数的斜率与理想传输函数的斜率的差别。

简介增益误差(Gain Error)是预估传递函数和实际斜率的差别，通常在模数转换器最末或最后一个传输代码转换点计算，如下图所示。增益误差是实际数值G与其理想数值之间的差值·并且通常被表示为两者之间的百分比差，虽然在满刻度时被定义为对总误差的增益误差贡献(单位是mV或LSB)，注意：在放大器和单极性数据转换器中，偏移误差和零误差是相同的，但是，在双极性转换器中却不同，要小心区分。1

增益误差通常用LSB或满量程范围的百分比表示。增益误差可以利用硬件或软件校准，是满量程误差减去失调误差。

量化误差基本误差，用简单3bit ADC来说明。输入电压被数字化，以8个离散电平来划分，分别由代码000b到111b去代表它们，每一代码跨越Vref/8的电压范围。代码大小一般被定义为一个最低有效位（Least Significant Bit，LSB）。若假定Vref=8V时，每个代码之间的电压变换就代表1V。换言之，产生指定代码的实际电压与代表该码的电压两者之间存在误差。一般来说，0.5LSB偏移加入到输入端便导致在理想过渡点上有正负0.5LSB的量化误差。

偏移与增益误器件理想输出与实际输出之差定义为偏移误差，所有数字代码都存在这种误差。在实际中，偏移误差会使传递函数或模拟输入电压与对应数值输出代码间存在一个固定的偏移。通常计算偏移误差方法是测量第一个数字代码转换或“零”转换的电压，并将它与理论零点电压相比较。增益误差是预估传递函数和实际斜率的差别，增益误差通常在模数转换器最末或最后一个传输代码转换点计算。

举例仪表放大器的增益误差由两部分组成，即内部增益误差以及因外部增益设置电阻的公差导致的误差。使用高精度外部增益电阻可以防止总增益精度下降。注意，使用标准值电阻时，一般很难精确获得所需增益（比如10或100）。2

但需指出的是，选择适当的外部增益设定电阻有助于改善电路的整体增益漂移。例如．）NA163仪表放大器的增益计算公式为：
增益=1+(6 kΩ/RG)

式中，6 kΩ值为两个3kΩ内部电阻之和。

增益的温度漂移系数为±10~±10() ppm/℃。通过选择温度系数同样为负的外部增益电阻，可有效改善增益漂移。
INA163仪表放大器的增益误差如下图所示。
注意：不同型号的仪表放大器增益计算公式不同，增益误差的大小等参数也不同。例如，表3。3.5所列，INA827仪表放大器的增益计算公式为：
G=1+(80 kΩ/RG)

本词条内容贡献者为:

肖志勇 - 副教授 - 江南大学