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

审核编辑：郭婷