校準(zhǔn)DS4830光微控制器的ADC內(nèi)部失調(diào)

DS4830光微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）失調(diào)會隨著溫度和增益選擇而變化。但是，DS4830允許用戶測量ADC內(nèi)部失調(diào)。測得的ADC失調(diào)被添加到ADC失調(diào)寄存器中，以消除失調(diào)誤差。本應(yīng)用筆記演示DS4830在應(yīng)用中的ADC內(nèi)部失調(diào)校準(zhǔn)。

介紹

模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）將輸入電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字代碼。完美的ADC代表了整個代碼空間中的這種行為。圖1顯示了采用2V基準(zhǔn)電壓源的3位ADC的傳遞函數(shù)。

圖1.1/2 LSB補(bǔ)償?shù)睦硐?位ADC。

但是，很難設(shè)計出滿足所有架構(gòu)中完美ADC特性的ADC。由于各種設(shè)計限制或約束，ADC輸出會產(chǎn)生各種誤差，例如積分非線性（INL）、差分非線性（DNL）、增益和失調(diào)。

失調(diào)誤差是ADC中最常見的誤差。用于零電壓輸入（ADC輸入接地）的ADC數(shù)字代碼輸出稱為ADC失調(diào)。圖2顯示了帶失調(diào)的3位ADC的傳遞函數(shù)。

圖2.具有失調(diào)功能的1/2 LSB補(bǔ)償3位ADC。

DS4830 ADC內(nèi)部失調(diào)

DS4830光學(xué)微控制器具有13位ADC和ADC失調(diào)寄存器（ADVOFF），用于校準(zhǔn)ADC內(nèi)部失調(diào)。對于每個DS4830，在室溫下，ADC增益ADCG1 （1.216V滿量程）的失調(diào)經(jīng)過工廠校準(zhǔn)。但是，DS4830 ADC內(nèi)部失調(diào)會隨著溫度和增益選擇而變化。

DS4830可以測量任何可用ADC增益設(shè)置的ADC內(nèi)部失調(diào)。然后，該測量可用于校準(zhǔn)ADVOFF寄存器。為了測量ADC內(nèi)部失調(diào)，ADC控制器將內(nèi)部接地連接到ADC輸入，并在ADC上開始轉(zhuǎn)換。ADC 控制器在位置 25 處有一個專用通道選擇，指示 ADC 控制器測量 ADC 內(nèi)部偏移。ADC控制器沒有專用的數(shù)據(jù)緩沖器來存儲ADC內(nèi)部失調(diào)轉(zhuǎn)換結(jié)果。要訪問內(nèi)部失調(diào)轉(zhuǎn)換結(jié)果，必須使用ADC控制器中的位置覆蓋選項。

ADC內(nèi)部失調(diào)的位置覆蓋選項

默認(rèn)情況下，ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲在與通道號對應(yīng)的ADC緩沖器位置。ADC 控制器提供“位置覆蓋”選項。此選項允許將ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果放置在任何數(shù)據(jù)緩沖區(qū)位置（0-24個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)位置）。ADC控制寄存器（ADCN）具有LOC_OVR位的位置覆蓋。將此位設(shè)置為1將使用戶能夠選擇存儲ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果的備用位置。當(dāng) ADC 狀態(tài)寄存器 （ADST） 中的 ADC 轉(zhuǎn)換配置寄存器選擇位 （ADCFG） 設(shè)置為 1 時，備用位置由 ADDATA[12：8] 位 （ALT_LOC[4：0]） 定義。

用于內(nèi)部失調(diào)測量的ADC配置步驟

以下步驟解釋了DS4830的ADC數(shù)據(jù)和配置寄存器（ADDATA）配置，用于ADC內(nèi)部失調(diào)測量。

以下位設(shè)置為ADCN和ADST寄存器中的相應(yīng)值。

位置覆蓋位 （ADCN.LOC_OVR） 到 1

ADC 配置選擇位 （ADST.ADCFG） 到 1

ADC 寄存器索引位 （ADST.ADIDX[4：0]） 到 0

寫入 ADDATA 寄存器 （ADDATA）。ADDATA[4：0] 位中的 ADC 通道選擇位 ADCH[4：0] 應(yīng)為 25。此外，在 ADDATA 寄存器中的備用位置位 ALT_LOC[4：0] 寫入（0 到 24 之間的任何值）。ADC內(nèi)部失調(diào)轉(zhuǎn)換結(jié)果放置在配置的備用位置位所指向的數(shù)據(jù)緩沖位置。例如

ADDATA = 0x0039;這將配置ADC進(jìn)行內(nèi)部失調(diào)測量、差分模式、備用位置0、增益1和ADC右對齊。

ADDATA = 0x4139;這將ADC配置為內(nèi)部失調(diào)測量、差分模式、備用位置1、增益3和ADC右對齊。

ADDATA = 0x6439;這將ADC配置為內(nèi)部失調(diào)測量、差分模式、備用位置4、增益4和ADC右對齊。

設(shè)置 ADC 配置選擇（ADST.ADCFG） 至 0 和 ADC 寄存器索引位 （ADST.ADIDX[4：0]） 為 0。

ADC 內(nèi)部失調(diào)測量和校準(zhǔn)

將ADC配置為內(nèi)部失調(diào)測量后，ADCN寄存器中的ADC轉(zhuǎn)換起始位（ADCONV）設(shè)置為1以開始ADC轉(zhuǎn)換。ADC 控制器將內(nèi)部接地連接到 ADC 輸入，以測量 ADC 內(nèi)部失調(diào)，并在 ADC 上開始轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)果是測得的ADC內(nèi)部失調(diào)。這可以從 ALT_LOC[4：0] 位指示的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)位置讀取，該位置在 ADC 配置期間設(shè)置。

要校準(zhǔn)ADC內(nèi)部失調(diào)，請將測得ADC內(nèi)部失調(diào)的負(fù)值（2的補(bǔ)碼）添加到ADVOFF寄存器?；跍y得的ADC內(nèi)部失調(diào)的ADVOFF值示例如表1所示。這些 ADVOFF 值假定工廠校準(zhǔn)的 ADVOFF 值為 0。在正常的ADC操作期間，ADVOFF中的值先添加到轉(zhuǎn)換結(jié)果中，然后再將最終結(jié)果添加到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中。

注意：在上電復(fù)位（POR）期間，校準(zhǔn)值將被出廠默認(rèn)值覆蓋。

示例代碼

main.c 中的代碼演示了 ADC 內(nèi)部失調(diào)校準(zhǔn)步驟。

流程圖

審核編輯：郭婷