Datenwandler Wie genau ist ein A/D-Wandler?
Für die meisten ADC-Applikationen ist die Linearität weitaus wichtiger als die absolute Genauigkeit. Kein derzeit verfügbarer 16-Bit-A/D-Wandler hat eine absolute Genauigkeit von 15 ppm.

Für die meisten Applikationen ist diese Linearität weitaus wichtiger als die absolute Genauigkeit. Allerdings gibt es auch Fälle (fragen Sie Wilhelm), bei denen es auf die absolute Genauigkeit ankommt.
Kein derzeit verfügbarer 16-Bit-A/D-Wandler hat eine absolute Genauigkeit von 15 ppm bezogen auf den Vollausschlag.
Die besten 16-Bit-ADC haben Verstärkungsfehler von mehreren LSB. Selbst mit einer perfekten Referenz beträgt ihre absolute Anfangsgenauigkeit bestenfalls etwa 14 Bit. Natürlich können wir sie auf mehr als 16 Bit kalibrieren und auch eine Temperaturkompensation vorsehen. Doch standardmäßig liegt die Genauigkeit eher in der Nähe von 14 Bit.
Dabei ist eine Spannungsreferenz nicht berücksichtigt. Da die meisten Applikationen Linearität und nicht absolute Genauigkeit verlangen, ist die integrierte Spannungsreferenz auf dem Chip vieler A/D-Wandler etwa 10 Bit genau; bei einigen auch weniger. Dies ist so, weil eine hochgenaue Referenz recht groß wird, den Wandler verteuern würde und von den meisten Anwendern nicht gebraucht wird.
Externe Referenzen sind besser, liegen aber nicht einmal in der Nähe von 16 Bit. Sehr gute Referenzen haben eine Anfangsgenauigkeit von 1 mV bei 10 V Vollaussschlag, das entspricht etwa 13 Bit. Die meisten Hochleistungsreferenzen offerieren eine Genauigkeit von 11 bis 12 Bit. Selbst mit Kalibrierung sind 16 Bit schwer erreichbar. Auch ist es sehr schwer, diese Genauigkeit über die Temperatur beizubehalten.
In den meisten ADC-Applikationen sind relative Genauigkeit und Linearität wichtig. Die absolute Präzision ist es nicht. In Fällen, in denen eine höhere absolute Genauigkeit erforderlich ist, sollten Sie ein System entwickeln, das auf den notwendigen Level kalibriert und temperaturkompensiert werden kann. Außerdem sollte man die grundlegenden Einschränkungen von Wandlern und Referenzen der Hersteller verstehen. Denken Sie immer daran, dass, was auch immer die Auflösung eines A/D-Wandlers sein mag, seine absolute Genauigkeit mit einer internen Referenzspannung vor der Kalibrierung selten über 10 Bit liegt – das ist etwa so viel, wie der gute alte Wilhelm Tell erreichte.
Von Uwe Bröckelmann nach Unterlagen von Analog Devices.