Сначала картинка в тему.
Если так, составляющие погрешности, указанные в datasheet каждого ЦАП не могут быть включены в его функцию преобразования?
В документации как правило приводятся типовые и предельные характеристики. Разумеется, каждый экземпляр прибора может быть как лучше, так и хуже среднего, так что насчет конкретной микросхемы мы заранее ничего сказать не можем кроме того, что хуже предельного значения она не будет.
Это я к тому, что, наверное, красиво было бы построить модель передаточной функции, которая точно описывала бы ЦАП при подстановке справочных значений, но на практике это, увы, невозможно, т.к. каждый ЦАП уникален. Да, мы можем использовать указанное значение максимальной интегральной нелинейности, чтобы получить отклонение от идеала, хуже которого точно не будет (если ЦАП исправен), но у каждой отдельной микросхемы передаточная функция будет своя. Потому если стоит задача сделать прецизионный прибор, выход только один - калибровать каждый экземпляр. Кстати, именно по этой причине точное измерительное оборудование стоит таких безумных денег - его производят практически вручную, с отбором компонентов.
Как вы думаете?
Параметры полинома будут постоянны для конкретной микросхемы (т.е., для конкретного экземпляра, а не типа). Вероятно также, что они будут изменяться в процессе ее старения. Но для разных экземпляров они в общем случае будут отличаться.
Если коэффициенты в функции преобразования (в полиномиальной форме) изменяются, как решается?
Калибровкой каждого экземпляра в отдельности. А потом - периодической поверкой. Именно этим занимаются метрологи.
Я хочу использовать высокоточный ЦАП в качестве эталона для калибровки грубых АЦПов.
Если не стоит задача получить быстро изменяющееся напряжение, то очень хорошие характеристики цифро-аналогового преобразования можно получить, интегрируя ШИМ-сигнал. При стабильном тактовом сигнале и хорошем выходном фильтре можно получить практически идеальную линейность.
Если идти до предела, то можно взять рубидиевый стандарт частоты (можно купить б/у относительно дешево) и затактировать от него CPLD, в которой реализовать, например, шестнадцатибитный счетчик с ШИМ-компаратором. Выходной сигнал подать на аналоговый ключ, которым коммутировать напряжение от термостабилизированного опорного источника. А дальше - пассивный многозвенный фильтр высокого порядка и буфер на ОУ с малым смещением, либо можно сам фильтр реализовать на прецизионных ОУ. Тут главное, чтобы ошибка, вносимая смещением ОУ, не испортила результат. Надо внимательно смотреть. В природе существуют так называемые chopper-stabilized операционные усилители - в них реализована автоматическая калибровка нуля. Прежде всего я бы посмотрел на них.
Вообще, с рубидиевым стандартом я, наверное, загнул немного.
Скорее всего термостатированного кварцевого генератора вполне хватит, но идею вы поняли.
Такой ЦАП будет обладать практически идеальной линейностью за счет полного отсутствия элементов, требующих совмещения и калибровки. Даже точная частота среза фильтра не критична, и потому ее изменение за счет дрейфа компонентов не будет оказывать влияния на точность задания выходного напряжения. Потом, надо посчитать - может быть, возможно реализовать полностью пассивный фильтр с нужными характеристиками, и тогда отпадет также и вопрос искажения уровня операционными усилителями фильтра, останется разобраться только с выходным буфером.
Как вариант, можно сделать на ОУ именно интегратор, и дальше поставить схему захвата уровня (sample and hold). Интервал интегрирования можно генерировать с той же CPLD, которая генерирует ШИМ.
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.
