Jedan od najvećih potencijalnih izvora greške u A/D konvertorima sa internim ili eksternim referencama je referentni napon. Često, ako je referentni napon izveden interno, to nije adekvatno specificirano. Kako bi se razumeo izvor greške referentnog napona, važno je uzeti u obzir tri parametra: temperaturni drift, naponski šum i opterećenje napajanja.

Temperaturni drift

Temperaturni drift je najčešće zanemarivan parametar u tehničkim podacima konvertora. Uzmimo na primer, kako temperaturni drift utiče na performanse A/D konvertora po pitanju rezolucije (slika 1). Da bi 12-bitni konvertor zadržao preciznost u širokom temperaturnom opsegu (-40°C do +85°C), drift ne sme biti veći od 4 ppm/°C. Nažalost, ne postoji A/D konvertor sa internim referentnim naponom koji ovo zadovoljava. Ako postavimo malo manje stroge zahteve, promena temperature od 10°C značila bi da temperaturni drift 12-bitnog A/D konvertora ne sme biti veći od 25 ppm/°C, što je ponovo relativno strog zahtev za interne reference. Testiranjem prototipova ne može se otkriti stvarni značaj ove greške, jer se prototipovi često prave od sličnog materijala što znači da testovima nisu obuhvaćeni ekstremi koji nastaju pod uticajem varijacija u procesu proizvodnje.

Slika 1: Zahtevi za stabilnošću referentnog napona u zavisnosti od rezolucije A/D konvertora

Za neke sisteme, preciznost referentnog napona nije veliki problem, pošto se temperatura održava konstantnom, čime se eliminiše problem drifta. Kod nekih sistema greška referentnog napona otklonjena je na taj način što se isti signal koji pobuđuje senzor koristi kao referentni napon (slika 2). Pošto se izvor pobude i referenca menjaju u istom odnosu, greška drifta je eliminisana.

Slika 2: A/D konverzija izvedena merenjem odnosa

Kod drugih sistema, kalibracija se vrši dovoljno često tako da se temperaturni drift referentnog napona efikasno otklanja. Kod treće vrste sistema, apsolutna preciznost nije kritična, ali relativna preciznost jeste. Zbog toga, referentni napon sme da varira polako sa vremenom ali sistem će i dalje da bude dovoljno precizan.

Naponski šum

Sledeći bitan parametar je naponski šum. On je najčešće iskazan preko njegove efektivne vrednosti ili vrednosti od vrha do vrha. Iz efektivne vrednosti potrebno je izračunati veličinu od vrha do vrha kako bi se dalje mogao sagledati njegov uticaj na performanse konvertora. Ako referentni napon od 2.5 V sadrži naponski šum veličine 500 μV od vrha do vrha (ili 83 μV efektivno), ovaj šum predstavlja 0.02% greške tj. skoro 12-bitne performanse, i ovo se mora pre svake druge greške konvertora uzeti u razmatranje. U idealnom slučaju, naponski šum referentnog izvora trebao bi da bude nekoliko puta manji od vrednosti LSB kako ne bi ograničavao performanse A/D konvertora. U tehničkim karakteristikama A/D konvertora sa internom referencom često nije naveden naponski šum, tako da ostaje na korisniku da odredi njegovu vrednost. Ako željene performanse ne mogu da se postignu, a koristi se interni referentni napon, treba pokušati sa veoma dobrom eksternom referencom da se utvrdi da li je krivac za to interni referentni napon.

Opterećenje napajanja

Poslednja bitna stavka je opterećenje napajanja. Izvor referentnog napona A/D konvertora često ima dovoljno snage da bude korišćen i za napajanje drugih uređaja, te ga koriste i druga integralna kola. Struja koju vuku te druge komponente utiču na referentni napon, na taj način da što je veća struja potrošača to više pada referentni napon. Ako se ti potrošači uključuju i isključuju nasumično i trenutno, rezultat je referentni napon koji varira nagore ili nadole. Poremećaj referentnog napona usled promene opterećenja od 0.55 μV/μA pri naponu od 2.5 V znači da, ako drugi potrošači povuku struju od 800 μA, referentni napon će se promeniti za 440 μV, što je procentualno 0.0176% (440μV/2.5V).