TDC 的 INL、DNL 仿真：Matlab 代码全解析

最新推荐文章于 2025-12-01 18:09:05 发布

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#智能合约

TDC的INL,DNL仿真matlab代码，从获取数据到仿真线性度的教学视频 DNL，定义为实际台阶宽度与一个LSB的差距 INL，定义为DNL的积分

嘿，各位搞硬件或者信号处理的小伙伴们！今天咱们来聊聊时间数字转换器（TDC）的积分非线性（INL）和微分非线性（DNL）的仿真，并且会用 Matlab 代码来实现整个过程。另外呢，我还会简单提一下从获取数据到仿真线性度的教学视频相关事儿。

什么是 DNL 和 INL

在深入代码之前，先简单回顾一下 DNL 和 INL 的定义。DNL 呢，就是实际台阶宽度与一个 LSB（最低有效位）的差距。简单来说，就好比你爬楼梯，正常楼梯每个台阶高度是一样的（这就是一个 LSB），但实际的楼梯台阶高度可能会有差别，这个差别就是 DNL。而 INL 是 DNL 的积分，相当于把每个台阶高度的差别累加起来，能反映出整个楼梯高度的偏差情况。

开始写代码

1. 获取数据

首先，我们得有数据才能进行仿真。假设我们已经有了 TDC 的输出数据，并且存储在一个数组里。下面是一段简单的生成模拟数据的代码：

% 生成模拟的 TDC 输出数据
N = 1024; % 数据点数
data = randi([0, 4095], N, 1); % 随机生成 0 到 4095 之间的整数数据

代码分析：这里我们用 randi 函数生成了 N 个 0 到 4095 之间的随机整数，模拟 TDC 的输出数据。N 就是数据的点数，你可以根据实际情况调整。

2. 计算 DNL

接下来，我们要计算 DNL。根据定义，我们需要计算每个台阶的宽度，然后和一个 LSB 比较。

% 统计每个码值的出现次数
histogram_data = histcounts(data, 0:4095);

% 计算 DNL
LSB = 1; % 一个 LSB 的值
DNL = (histogram_data / sum(histogram_data) - LSB) / LSB;

代码分析：histcounts 函数用于统计每个码值的出现次数，相当于统计每个台阶的宽度。然后我们用每个台阶的宽度除以所有台阶宽度的总和，再减去一个 LSB 的值，最后除以 LSB，就得到了 DNL。

3. 计算 INL

有了 DNL，计算 INL 就很简单了，因为 INL 是 DNL 的积分。

% 计算 INL
INL = cumsum(DNL);

代码分析：cumsum 函数用于计算累加和，也就是对 DNL 进行积分，得到 INL。

4. 绘制结果

最后，我们把 DNL 和 INL 绘制出来，直观地看看结果。

% 绘制 DNL 和 INL
figure;
subplot(2,1,1);
stem(0:4094, DNL);
title('DNL');
xlabel('Code');
ylabel('DNL (LSB)');

subplot(2,1,2);
stem(0:4094, INL);
title('INL');
xlabel('Code');
ylabel('INL (LSB)');

代码分析：subplot 函数用于创建一个 2 行 1 列的子图，分别绘制 DNL 和 INL。stem 函数用于绘制离散序列，能让我们更清楚地看到每个码值对应的 DNL 和 INL。