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在数据转换系统中校准增益误差的方法

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通过调整电压基准校准增益误差

另外一种校准增益误差的方法是调整电压基准。这种方法特别适合要求高精度、但分辨率不一定很高的系统。

这种方式的关键是需要一个可微调的基准源,如MAX*3。该基准源的初始(调整前)精度为0.04%,-40°C至+125°C范围内温度系数达到3ppm。表1列出了其它可微调的电压基准。

MAX*3可以简单地通过在输出端、地和微调引脚之间增加一个电位器调整(图4)。

图4. MAX*3典型工作原理图

MAX*3的输出电压可以通过下式进行微调:

实现电压基准微调

这种增益校准方法可通过两种方式实现:机械式电位器或数字电位器。

表面上,机械电位器调节非常便利。但这个方法存在一个缺点:很难实现自动校准。一种替代方案是采用数字电位器,提供简便的自动校准,能够在最终测试时支持校准甚至是自动进行现场校准。

图4给出了一个性能优异的电位器示例MAX5436,该电位器为128抽头、低漂移数字电位器,采用SPI?接口。MAX5436连接很简单,无需外围元件,调整范围为-5.36%至+6%,分辨率范围为0.08%至0.1%。绝大多数应用中,这个范围和分辨率足以满足要求。

结论

我们探讨了数据转换系统中的增益误差校准问题。常用的数字校准方法会带来额外的积分非线性误差(该误差可以被修正)。但这个误差还会导致在修正点上出现额外的±1 LSB的微分非线性误差。如果实际应用不能接受这个误差,则必须选择更高分辨率的转换器,当然,这会增加成本。

也可以通过调整电压基准实现校准,即可以用机械电位器手动校准,也可以用数字电位器,从而避免数字方法中引入的额外DNL和INL误差。

表1. Maxim提供的可微调电压基准

来源:维库开发网

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