Was ist Monotonie?
Digital-Analog-Wandler-Schaltungen (DAC oder D-to-A) sind Geräte, die digitalen Code in analoge Signale umwandeln. Die Konvertierung kann auch mit einem Analog-Digital-Wandler (ADC) durchgeführt werden. Bei beiden Geräten sind Linearität und Monotonie zwei der Schlüsselspezifikationen. Technologische Einschränkungen verhindern, dass DACs und ADCs ideal sind. Montonicity ist ein Maß, das beschreibt, wie gut sie funktionieren. Im Allgemeinen ist ein nicht monotoner DAC nicht wertvoll.
Der Begriff Monotonie stammt aus der Mathematik. Bestimmte mathematische Funktionen, die als monotone mathematische Funktionen bezeichnet werden , behalten einerseits die gleiche Reihenfolge zwischen x und y bei oder kehren andererseits die Reihenfolge konsequent um. Es ergeben sich zwei Möglichkeiten: entweder x und y erhöhen sich beide oder bleiben gleich oder x und y verringern sich beide oder bleiben gleich.
In der Elektronik ist ein monotoner DAC einer, bei dem der analoge Ausgang der Richtung des digitalen Eingangs folgt, unabhängig davon, wie sich der digitale Eingang ändert. Mit anderen Worten, der Analogausgang nimmt mit zunehmendem Eingang stetig zu und mit abnehmendem Eingang ab. Wenn der Analogausgang zu keinem Zeitpunkt der Richtung des Digitaleingangs folgt - abnehmen, wenn er zunimmt oder zunimmt, wenn er abnimmt -, wird der DAC als nicht monoton betrachtet. Es gibt keine Grade, wenn es um Monotonie geht.
Die Linearität - ein Bezug zur idealen Ausgabe, die wie eine gerade Linie aussehen würde - hängt mit der Monotonie zusammen. Die ideale Änderung für einen einzelnen Schritt ist 1 LSB (Least Significant Bit). Fehlender Code wird durch -1LSB angezeigt. Um eine monotone Reaktion zu gewährleisten, muss der Fehler der differentiellen Nichtlinearität (DNL), der ein Maß für die Differenz zwischen dem idealen Ausgang und dem tatsächlichen Ausgang für aufeinanderfolgende Schritte ist, ein Maß für die Genauigkeit, kleiner als 1 LSB sein. Das heißt, es kann bis zu ± 1 LSB sein, jedoch nicht einschließen. Nach Meinung einiger ist dies jedoch nur eine Garantie, und es ist möglich, dass ein Konverter monoton ist und eine DNL hat, die ein Maximum oder mehr als 1 LSB erreicht.