SoC中放大器和ADC的校準

　　圖4顯示了存在偏移誤差和增益誤差的系統：　　

 

　　片上系統 (SoC) 是在單顆芯片上集成模擬和數字外設以及微處理器的混合信號控制器，其不僅在同一器件中集成了模擬前端所需的所有組件，如放大器、濾波器、ADC等，而且還可提供靈活的路由選項。利用這些靈活的資源，我們能精確地解決偏移誤差和增益誤差問題。

　　下面讓我們討論一些用來消除偏移和增益誤差廣泛采用的校準方法。每種方法都有自己的優點和缺點。根據應用不同，我們可使用一種方法、或者多種方法的組合，從而實現最高的精度。

　　兩點校準

　　這種校準方法能同時解決偏移誤差和增益誤差。在方程式4中，如果實際增益ma和偏移C為已知，那么實際輸入可用方程式5進行計算：　　

 

　　參數ma和C均可通過兩點校準過程加以確定：

　　1、在模擬前端輸入處施加0V電壓，測量ADC輸出，并記錄為Offset (C)。
　　2、在輸入處施加已知參考電壓并測量ADC輸出。為了實現最佳性能，參考電壓應大于滿量程值的90%。
　　3. 計算計數/電壓 (ma) 或電壓/計數 (1/ma) 增益。　　

　　

 

　　4、將偏移和增益值存儲在非易失性存儲器中，并在實際測量中使用該值。

　　當偏移和增益值被存儲之后，我們就能使用以下方法測量輸入信號：

　　1. 測量輸入ADC計數。
　　2. 使用偏移和增益值計算輸入電壓。　　

　　

 

　　根據應用不同，用于執行偏移或刻度校準的觸發器可用開關實現，或者也可通過通信接口接受命令實現。

　　刻度可以是被測量的實際單位的函數。舉例來說，如果您測量分流器上壓降的電流，那么您不必測量電壓再得出電流，而是可以直接對分流器施加參考電流并通過計數/安培來計算刻度。這就消除了分流電阻容差所造成的誤差問題。

　　缺點：

　　使用這種偏移和增益補償方法有兩個缺點：

　　1. 運算放大器的偏移有自身的溫度系數，會隨溫度而變化。這會導致在進行校準溫度以外的其它溫度上會出現偏移誤差。
　　2. 兩點校準會在制造進程中多加一個步驟。

　　我們可通過以下技術方法來解決這兩個缺點。