對ADC（DAC）的線性度（INL和DNL）的一點理解
作者：xjb37
轉自：https://www.cnblogs.com/loves6036/p/5068849.html
大家在使用ADC的時候，往往最關注位數，而對ADC的線性度往往會忽略。
其實這個線性度也是ADC非常重要的指標，ADC（或DAC，其實ADC也是由DAC組成的）線性度指標有兩個：
INL：翻譯過來叫“積分非線性”，指的是ADC整體的非線性程度。
DNL：翻譯過來叫“微分非線性”，指的是ADC局部（細節）的非線性程度。
我們通常講的“線性度”都是指“積分非線性”，積分非線性一般以百分比給出，或者以位數給出。舉個例子：AD7705（16位）的datasheet上說有0.003%的非線性。1LSB為1/65535=0.0015%，所以也可說AD7705有2LSB的非線性。“微分非線性”不常用， AD7705的datasheet上說：“16位無失碼”，那就是說明它的微分非線性小於1LSB。
再舉個例子：有一把10厘米的尺子，分度為1mm（分辨率，相當於ADC的1LSB），那總共有100小格（滿量程為100LSB，7位ADC都不到）。
“微分非線性”指的是，每一小格長度和理想的一小格長度（定為1mm）之間的誤差。就是說這把尺子有疏有密，假設這把尺子有些小格的長度分別為： 0.8mm， 0.9mm， 1.0mm，1.1mm，1.3mm。那么 1.3mm的小格對應的“微分非線性”為：1.3mm–1mm = 0.3mm，0.8mm的小格對應的“微分非線性”為0.8mm–1mm = -0.2mm，取絕對值就是0.2mm。取最大的誤差值0.3mm（也就是0.3LSB）定義為這把尺子的“微分非線性”。
“積分非線性”是微分非線性誤差的積累，是某一長段區間（有可能在3cm處，也有可能在5cm處有最大誤差）和真實長度的誤差。“積分”就是對一段區間內的“微分”求代數和嘛（離散域）。
好的微分非線性並不能保證有一個好的積分非線性，因為假如微分非線性的誤差很小，但都是正的，那積分非線性就會很大（假如尺子有100小格，每一小格的的微分非線性誤差累加起來就很大）。但是好的積分非線性可以保證有一個好的微分非線性。
有些人會問，假如有一把尺子的每一小格都是0.9mm，這時INL和DNL為多少？這時候格子的疏密是均勻的，DNL為0mm，INL也為0%，也就是線性度非常理想（我這里把理想一小格長度定為0.9mm）。但是這樣的尺子是不准確的，我們說這把尺子有一個增益誤差（這里就是0.9倍）。就是說你用這把尺寸量到一個物體長度讀數為10CM，需要再乘上0.9這個系數，物體的真實尺寸為10CM*0.9=9CM。我們使用一些ADC時，常常要做增益校准，做的就是這個事（用一個標准的信號源，把這個0.9的系數給算出來，存到單片機或者E2PROM里面）。
說到這里大家對ADC線性度概念應該可以明白一些了，但是如何把一個ADC芯片的線性度測量出來，那可不是容易的事。特別是高位數的ADC，比如16位，笨一點的辦法，就是測65536個點，計算得到積分非線性，如果是24位的ADC，估計一兩年之內都測不完。