¿Qué es la monotonicidad?

Los circuitos de convertidor digital a analógico (DAC o D-a-A) son dispositivos que convierten el código digital en señal analógica. La conversión se puede hacer de otra manera, usando un convertidor analógico a digital (ADC). En ambos dispositivos, dos de las especificaciones clave son linealidad y monotonicidad. Las limitaciones tecnológicas impiden que los DAC y los ADC sean ideales. La montonicidad es una medida que ayuda a describir qué tan bien funcionan. En general, un DAC no monótono no es valioso.

El término monotonicidad proviene del campo de las matemáticas. Ciertas funciones matemáticas, llamadas funciones matemáticas monótonas , mantienen el mismo orden entre x e y, por un lado, o revierten consistentemente el orden, por otro lado. El resultado son dos posibilidades: x e y aumentan o permanecen iguales o x e y disminuyen o permanecen iguales.

En electrónica, un DAC monotónico es uno en el que la salida analógica sigue la dirección de la entrada digital, sin importar cómo varía la entrada digital. En otras palabras, la salida analógica aumenta constantemente a medida que aumenta la entrada, y disminuye a medida que disminuye la entrada. Si la salida analógica no siguiera la dirección de la entrada digital en cualquier momento (disminuye cuando aumenta o aumenta cuando disminuye), entonces el DAC se consideraría no monótono. No hay tal cosa como grados cuando se trata de monotonicidad.

La linealidad, una referencia a la salida ideal, que se vería como una línea recta, está relacionada con la monotonicidad. El cambio ideal para un solo paso es 1 LSB (bit menos significativo). El código faltante se indica mediante -1LSB. Para garantizar una respuesta monotónica, el error de no linealidad diferencial (DNL), que es una medida de la diferencia entre la salida ideal y la salida real para pasos sucesivos, una medida de su precisión, debe ser inferior a 1 LSB. Es decir, puede ser hasta, pero sin incluir, ± 1 LSB. Sin embargo, según algunos, eso es solo para una garantía, y es posible que un convertidor sea monótono y tenga un DNL que alcance un máximo o más de 1 LSB.