Kas yra Monotoniškumas?

Skaitmeninio-analoginio keitiklio (DAC arba D-to-A) grandinės yra įrenginiai, konvertuojantys skaitmeninį kodą į analoginį signalą. Konvertavimas gali būti atliekamas kitu būdu, naudojant analoginį-skaitmeninį keitiklį (ADC). Abiejuose įrenginiuose dvi pagrindinės specifikacijos yra tiesiškumas ir monotoniškumas. Technologiniai apribojimai neleidžia DAC ir ADC būti idealiems. Montoniškumas yra viena priemonė, padedanti apibūdinti, kaip gerai jie veikia. Apskritai nemonotoniškas DAC nėra vertingas.

Terminas monotoniškumas kilęs iš matematikos srities. Viena vertus, tam tikros matematinės funkcijos, vadinamos monotoninėmis matematinėmis funkcijomis, išlaiko tą pačią tvarką tarp x ir y arba, kita vertus, nuosekliai keičia tvarką. Rezultatas yra dvi galimybės: arba x, ir y abu didėja arba išlieka tokie patys, arba x ir y abu mažėja arba išlieka tokie patys.

Elektronikoje monotoninis DAC yra tas, kurio analoginis išėjimas atitinka skaitmeninės įvesties kryptį, nesvarbu, kaip keičiasi skaitmeninė įvestis. Kitaip tariant, analoginė išvestis nuolat didėja didėjant įėjimui ir mažėja, kai įvestis mažėja. Jei analoginis išėjimas bet kuriuo metu nesilaikytų skaitmeninio įvesties krypties – mažėtų, kai jis didėja, arba padidėtų, kai mažėja, DAC būtų laikomas nemonotoniniu. Kalbant apie monotoniškumą, tokio dalyko kaip laipsniai nėra.

Tiesiškumas – nuoroda į idealų išvestį, kuri atrodytų kaip tiesi linija – yra susijęs su monotoniškumu. Idealus vieno žingsnio pokytis yra 1 LSB (mažiausiai reikšmingas bitas). Trūkstamo kodo nurodo -1LSB. Siekiant užtikrinti monotonišką atsaką, diferencinio netiesiškumo (DNL) paklaida, kuri yra skirtumo tarp idealios išvesties ir faktinės išvesties nuosekliems žingsniams matas, jos tikslumo matas, turi būti mažesnė nei 1 LSB. Tai yra, jis gali būti iki ±1 LSB, bet neįskaitant. Tačiau kai kurių nuomone, tai tik garantija, o keitiklis gali būti monotoniškas ir turėti DNL, ​​kuris pasiekia maksimalų arba didesnį nei 1 LSB.