本文中,小編將對ADC內(nèi)部校準進行深度解讀,如果你想對它的詳細情況有所認識,或者想要增進對它的了解程度,不妨請看以下內(nèi)容哦。
一、ADC
將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的電路,稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器(簡稱A/D轉(zhuǎn)換器或ADC,Analog to Digital Converter)。ADC的基本原理是把輸入的模擬信號按規(guī)定的時間間隔采樣,并與一系列標準的數(shù)字信號相比較,數(shù)字信號逐次收斂,直至兩種信號相等為止。然后顯示出代表此信號的二進制數(shù),模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器有很多種,如直接的、間接的、高速高精度的、超高速的等。每種又有許多形式。同模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器功能相反的稱為“數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器”,亦稱“譯碼器”,它是把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的模擬量的裝置,也有許多種和許多形式。A/D轉(zhuǎn)換的作用是將時間連續(xù)、幅值也連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換為時間離散、幅值也離散的數(shù)字信號,因此,A/D轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過取樣、保持、量化及編碼4個過程。
二、ADC如何實現(xiàn)內(nèi)部校準
(一)ADC 內(nèi)部失調(diào)校準
對于內(nèi)部失調(diào)校準,所選ADC通道的輸入在內(nèi)部短路。此外,將輸出編碼與理想值進行比較,以確定失調(diào)誤差。對于大多數(shù)ADC,例如ADS1260-Q1,集成了輸入多路復(fù)用器,用于斷開輸入與外界的連接,并在內(nèi)部將其連接到公共電壓以執(zhí)行失調(diào)校準。ADS131M06的輸入多路復(fù)用器比ADS1260-Q1的輸入多路復(fù)用器相對簡單,如圖1所示。
圖1.顯示 ADS131M06 輸入多路復(fù)用器。圖片由TI提供
如您所見,其中一個多路復(fù)用器配置 MUXn[1:0] = 01 將兩個輸入都短路到地。此多路復(fù)用器配置可用于失調(diào)校準。另一方面,一些ADC僅斷開其中一個輸入與外部電路的連接。例如,考慮AD7124-4的內(nèi)部連接,如圖2所示。
圖2. AD7124-4內(nèi)部連接框圖圖片由ADI公司提供
在失調(diào)校準期間,兩個輸入一起短路。但是,負輸入仍連接到外部電路。因此,器件數(shù)據(jù)手冊建議設(shè)計人員確保在失調(diào)校準期間負輸入端不存在任何多余的噪聲和干擾。此外,在執(zhí)行校準時,該輸入的電壓不允許超過額定限值。
(二)ADC 內(nèi)部滿量程校準
滿量程校準通常通過向ADC輸入施加內(nèi)部生成的滿量程電壓來執(zhí)行。如果ADC的輸入范圍為±V裁判,輸入在內(nèi)部連接到 +V裁判和 -V裁判線。知道輸入處于滿量程電平后,ADC可以確定所需的增益校準系數(shù)。如果ADC具有集成PGA,則內(nèi)部產(chǎn)生的電壓通常是ADC的基準電壓除以PGA的選定增益,以避免ADC過量程。這允許器件在每個增益設(shè)置下支持內(nèi)部滿量程校準。
具有校準功能的ADC通常重復(fù)一定次數(shù)(例如16次)的零電平和滿量程測量,并平均轉(zhuǎn)換結(jié)果以計算校準值。對數(shù)據(jù)求平均值可降低轉(zhuǎn)換噪聲并提高校準精度。
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