在電子學領域，您可能多次聽過「最低有效位元 (LSB, Least Significant Bit) ] 」這個術語。它通常與類比數位轉換器 (ADC) 或 數位類比轉換器 (DAC) 的參考電壓 (Vref) 或滿量程 (FS, Full Scale) 相關，有時會讓讀者感到困惑。
因此，以下內容將幫助您理解「LSB」的定義。
當 類比數位轉換器 (ADC) 將電壓轉換為數位訊號時，一個數位代碼由一個電壓範圍組成。這個對應於單一代碼的電壓範圍稱為 LSB，即最低有效位元。
LSB 是 ADC 可以轉換的最小電平（ADC 可以偵測到的最小電壓增量），或 DAC 可以輸出的最小增量。
類比數位轉換器（ADC）需要一個電壓基準來將類比訊號轉換為數位訊號。根據其位數，它會將電壓基準分成若干個小的計數單位。
例如：
如果這是一個 8-bit ADC，計數結果將如下所示：1、2、3、…，直到 256。
計數 (count) 為 1 等於 1 個 LSB，定義為：
LSB = Vref / 2N
其中：
- N 為比特數。
滿量程 (FS) 的計算公式為：
- FS = Vref - 1 × LSB，或
- FS = Vref × ((2N - 1) / 2N)
範例：計算 16-bit 類比數位轉換器 (ADC) 輸入電壓範圍為 -5 至 +5V 時的 LSB。
FS 範圍 = 10V (-5V 至 +5V)，
16-bit 解析度 = 65,536 bits
LSB = 10/65536 = 0.0001525 V/bit (153µ V/bit)
ADC 轉換誤差以 LSB 為單位
在 ADC 中，轉換誤差 ( conversion error ) 通常以 LSB 表示。
如果 ADC 的 LSB 誤差為 ±2，則表示由於內部誤差，數字輸出可能與理想值偏差最多 2 個計數 (count)。
例如，如果一個 8-bit ADC 的轉換範圍為 0.0V 至 5.0V，轉換誤差為 ±2 LSB，則 2.5V 輸入的 AD 轉換範圍為：
LSB = 5V / 256 = 0.0195V
2.5V 輸入的理想數字值（假設 ADC 無誤差）= 數字值 = Vin / LSB
2.5 / 0.0195 = 128 ⇒ 0x80（hex）
當存在 ±2 LSB 誤差時，輸出值可能在以下範圍內：
128 - 2 = 126 ⇒ 0x7E
128 + 2 = 130 ⇒ 0x82
因此，即使理想值為 0x80，對於 2.5V 輸入，ADC 的輸出值也可能在 0x7E 到 0x82 之間。