校准DS4830光微控制器的ADC内部失调

ds4830光微控制器的模数转换器(adc)失调会随着温度和增益选择而变化。但是,ds4830允许用户测量adc内部失调。测得的adc失调被添加到adc失调寄存器中,以消除失调误差。本应用笔记演示ds4830在应用中的adc内部失调校准。
介绍
模数转换器(adc)将输入电压转换为相应的数字代码。完美的adc代表了整个代码空间中的这种行为。图1显示了采用2v基准电压源的3位adc的传递函数。
图1.1/2 lsb补偿的理想3位adc。
但是,很难设计出满足所有架构中完美adc特性的adc。由于各种设计限制或约束,adc输出会产生各种误差,例如积分非线性(inl)、差分非线性(dnl)、增益和失调。
失调误差是adc中最常见的误差。用于零电压输入(adc输入接地)的adc数字代码输出称为adc失调。图2显示了带失调的3位adc的传递函数。
图2.具有失调功能的1/2 lsb补偿3位adc。
ds4830 adc内部失调
ds4830光学微控制器具有13位adc和adc失调寄存器(advoff),用于校准adc内部失调。对于每个ds4830,在室温下,adc增益adcg1 (1.216v满量程)的失调经过工厂校准。但是,ds4830 adc内部失调会随着温度和增益选择而变化。
ds4830可以测量任何可用adc增益设置的adc内部失调。然后,该测量可用于校准advoff寄存器。为了测量adc内部失调,adc控制器将内部接地连接到adc输入,并在adc上开始转换。adc 控制器在位置 25 处有一个专用通道选择,指示 adc 控制器测量 adc 内部偏移。adc控制器没有专用的数据缓冲器来存储adc内部失调转换结果。要访问内部失调转换结果,必须使用adc控制器中的位置覆盖选项。
adc内部失调的位置覆盖选项
默认情况下,adc转换结果存储在与通道号对应的adc缓冲器位置。adc 控制器提供“位置覆盖”选项。此选项允许将adc转换结果放置在任何数据缓冲区位置(0-24个数据缓冲区位置)。adc控制寄存器(adcn)具有loc_ovr位的位置覆盖。将此位设置为1将使用户能够选择存储adc转换结果的备用位置。当 adc 状态寄存器 (adst) 中的 adc 转换配置寄存器选择位 (adcfg) 设置为 1 时,备用位置由 addata[12:8] 位 (alt_loc[4:0]) 定义。
用于内部失调测量的adc配置步骤
以下步骤解释了ds4830的adc数据和配置寄存器(addata)配置,用于adc内部失调测量。
以下位设置为adcn和adst寄存器中的相应值。
位置覆盖位 (adcn.loc_ovr) 到 1
adc 配置选择位 (adst.adcfg) 到 1
adc 寄存器索引位 (adst.adidx[4:0]) 到 0
写入 addata 寄存器 (addata)。addata[4:0] 位中的 adc 通道选择位 adch[4:0] 应为 25。此外,在 addata 寄存器中的备用位置位 alt_loc[4:0] 写入(0 到 24 之间的任何值)。adc内部失调转换结果放置在配置的备用位置位所指向的数据缓冲位置。例如
addata = 0x0039;这将配置adc进行内部失调测量、差分模式、备用位置0、增益1和adc右对齐。
addata = 0x4139;这将adc配置为内部失调测量、差分模式、备用位置1、增益3和adc右对齐。
addata = 0x6439;这将adc配置为内部失调测量、差分模式、备用位置4、增益4和adc右对齐。
设置 adc 配置选择(adst.adcfg) 至 0 和 adc 寄存器索引位 (adst.adidx[4:0]) 为 0。
adc 内部失调测量和校准
将adc配置为内部失调测量后,adcn寄存器中的adc转换起始位(adconv)设置为1以开始adc转换。adc 控制器将内部接地连接到 adc 输入,以测量 adc 内部失调,并在 adc 上开始转换。转换结果是测得的adc内部失调。这可以从 alt_loc[4:0] 位指示的数据缓冲区位置读取,该位置在 adc 配置期间设置。
要校准adc内部失调,请将测得adc内部失调的负值(2的补码)添加到advoff寄存器。基于测得的adc内部失调的advoff值示例如表1所示。这些 advoff 值假定工厂校准的 advoff 值为 0。在正常的adc操作期间,advoff中的值先添加到转换结果中,然后再将最终结果添加到数据缓冲区中。
测量的 adc 内部办公室
  advoff寄存器(十六进制)
十进制 (十六进制)
-2
  fffeh
  0002小时
-1
  ffffh
  0001小时
0 0000小时
  0000小时
1 0001小时
  ffffh
2 0002小时
  fffeh
注意:在上电复位(por)期间,校准值将被出厂默认值覆盖。
示例代码
main.c 中的代码演示了 adc 内部失调校准步骤。
流程图


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