线性度是模数转换器非常重要的静态性能指标 ,级间增益误差对系统的积分非线性有很恶劣的影响 ,然而在以往的分析中并没有引起足够重视  .

( 1) 对于前端采样保持电路 ,增益 G 0 代表了最终模数转换曲线的斜率 ,理想情况 G 0= 1,系统量化误差限制在± 0. 5 LSB以内 .若 G 0≠ 1,则量化误差显著增加。前端采样保持的增益 G0 决定了整个模数转换器的增益 .当 G0 < 1时 ,转换器的数字输出减少 ,等效的输入阈值电压增加 .由于输入的范围不变 ,因此转换器的动态范围下降 .当 G0> 1时 ,数字输出提前饱和 ,使有效的输入范围下降 .由于等效的输入阈值电压也相应减小 ,因此转换器的动态范围没有变化 .差分非线性 ( DN L)与积分非线性 ( IN L)的计算是去掉过载的数字输出之后 ,以转换曲线两端点的连线作为参考 ,并且以 LSB作为计算单位 G0的取值并不影响系统的非线性误差  .

( 2) 与前端采样保持增益G0 不同 ,流水线级间增益Gi 的误差会产生另外一种影响 .理想情况下 G i= 2,由于运放增益及电容比值的影响 ,实际的 Gi 并不是严格等于 2倍 .假定只有被观察的 Gi 是非理想的 .图 4( a)~ (c)为最终的归一化数字输出 ,对于量化误差来说 ,由于级间增益 Gi 接近 2,各级的量化误差换算到原始输入端减少了 CGi 倍 ,随着 i 的增大 ,Gi 对系统量化信噪比 QSN R的影响逐级减小 .同样道理 , G i 对系统动态范围的影响也是逐级减小的 . Gi 对 DNL、 IN L是有影响的 ,当后级增益大于前级增益时 ,系统不可避免地出现了非单调的特性 ,即随着输入的增加 ,系统输出会出现下降的情况 .任一非理想的 Gi 将模数转换曲线分成斜率为 Gi 的 2i+ 1 - 1段 ,各段曲线沿斜率为 Gi- 1的2i - 1段曲线分布 .在各段曲线交界处 DN L变化较大 ,而 INL也累积较大 .可见 ,无论是前端采样保持增益还是级间增益 ,都从不同方面影响转换器的线性度 .图 5给出了 14bit转换器在每级增益误差小于 0. 1 % 情况下的非线性情 况 , DN L= + 1. 28 /- 0. 74 LSB, IN L= + 3. 76 /- 4. 00 LSB,由于级间增益误差造成的 DN L尖峰  .