图1：积分线性度误差的测量方法（两张图均为同一转换器）

在端点系统中，以通过原点和满量程点的直线为基础测量偏差（增益调整后）。对于数据转换器测量和控制应用，这是最有用的积分线性度测量方法（因为误差预算取决于与理想传递特性的偏差，而非某个随意的“最佳拟合”），也是ADI公司通常使用的方法。

然而，最佳直线法确实能够对交流应用的失真作出更好的预测，同时会使数据手册上的“线性度误差值”降低。最佳拟合直线是基于标准曲线拟合方法，通过器件的传递特性画成，最大偏差即基于该直线测得。一般来说，利用这种方法测得的积分线性度误差仅为端点法所测值的50%。可见，这种方法非常适合编制漂亮的数据手册，但对误差预算分析并不适用。对于交流应用，标定失真比直流线性度更有效，因此，很少需要用最佳直线法来定义转换器的线性度。

转换器的另一种非线性度为差分非线性度(DNL)。该项指标与转换器码转换的线性度有关。理想情况下，数字码每变化1 LSB，相当于模拟信号变化1 LSB。在DAC中，数字码每变化1 LSB会导致模拟输出正好变化1 LSB；而在ADC中，模拟输入变化1 LSB，数字转换将从一个进入下一个。差分线性度误差定义为整个传递函数与理想值1 LSB之间的任意最大偏差（或LSB变化）。

当相当于1 LSB数字变化的模拟信号变化量超过或不足1 LSB时，即存在DNL误差。转换器的DNL误差通常定义为在转换器整个范围的任何转换点的最大DNL。图2所示为DAC和 ADC的非理想传递函数以及DNL误差的影响。

图2：非理想3位DAC和ADC的传递函数

有关DAC DNL的详细分析见图3。如果DAC的DNL在任何转换点均小于–1 LSB，则该DAC 具有非单调性，即其传递特性含有一个或多个局部最大值或最小值。DNL大于+1 LSB时，不会导致非单调性，但仍然不理想。在许多DAC应用中（尤其是在非单调性可能使负反馈变成正反馈的闭环系统中），DAC的单调性非常重要。DAC单调性通常在数据手册中有明确规定，然而，如果DNL保证低于1 LSB（即|DNL| ≤ 1 LSB），则该器件一定具有单调 性，即使未明确指出。

图3：DAC差分非线性度详情

图4更加详细地描述了ADC的DNL。ADC可以为非单调，但ADC中过量的DNL通常会导致失码。就像DAC须避免非单调性一样，ADC必须避免失码。同样，DNL < –1 LSB时会导致失码。

图4：ADC差分非线性度详情

ADC不但可能存在失码，而且可能具有非单调性，如图5所示。与DAC的情况一样，这会导致严重问题，尤其是在伺服应用中。

图5：ADC失码及非单调性

DAC中不能存在失码——每个数字输入字都会产生相应的模拟输出。但DAC可能为非单调性，我们前面已提到过这一点。在直接二进制DAC中，最可能产生非单调性条件的地方是两个码之间的半量程点：011...11和100...00。如果这里具有产生非单调性条件，一般是因为DAC未得到正确校准或调整。内置非单调性DAC的逐次逼近ADC一般会产生失码但保持单调。然而，ADC有可能变成非单调——同样取决于具体的转换架构。图5显示同时具备非单调性和失码两种特性的ADC的传递函数。

采用分级架构的ADC将输入范围粗略分成多段，每段再分成更小的段——最后得到最终码。该过程详见本书第4章。调整不当的分级ADC可能在分级点表现出非单调性、宽码或失码，分别如图6A、图6B和图6C所示。这类ADC应进行调整，这样因老化或温度导致的漂移在敏感点产生宽码，而不是非单调性或失码。

图6：调整不当的分级ADC相关误差

定义失码比定义非单调性更难。所有ADC本身均存在一定的转换噪声问题，如图7所示（将其想像为DVM最后一位数的相邻值之间的跳动）。随着分辨率和带宽逐渐变高，导致转换噪声的输入范围可能达到甚至超过1 LSB。高分辨率宽带ADC一般存在内部噪声源，可能反射到输入，作为有效输入噪声，与信号相混合。这种噪声，尤其是与负DNL误差相结合后，可能使某些（甚至所有）码在整个输入范围内均存在转换噪声。因而，有些码可能没有相应的输入来确保该码为输出，虽然有些输入有时可能会产生该码。

图7：码转换噪声与DNL的组合效应

对于低分辨率ADC，可以将无失码定义为转换噪声与DNL的组合，由其保证所有码均一定量（可能为0.2 LSB）的无噪声码。然而，在现代Σ-Δ ADC所实现的极高分辨率下，这是无法实现的，即使是在低分辨率的宽带宽采样ADC中也无法实现。这些情况下，制造商必须以某些其他方式定义噪声电平和分辨率。到底采样哪种方法并不重要，但数据手册必须明确指出所用方法及预期性能。