SoC中放大器和ADC的校准

　　图4显示了存在偏移误差和增益误差的系统：　　

 

　　片上系统 (SoC) 是在单颗芯片上集成模拟和数字外设以及微处理器的混合信号控制器，其不仅在同一器件中集成了模拟前端所需的所有组件，如放大器、滤波器、ADC等，而且还可提供灵活的路由选项。利用这些灵活的资源，我们能精确地解决偏移误差和增益误差问题。

　　下面让我们讨论一些用来消除偏移和增益误差广泛采用的校准方法。每种方法都有自己的优点和缺点。根据应用不同，我们可使用一种方法、或者多种方法的组合，从而实现最高的精度。

　　两点校准

　　这种校准方法能同时解决偏移误差和增益误差。在方程式4中，如果实际增益ma和偏移C为已知，那么实际输入可用方程式5进行计算：　　

 

　　参数ma和C均可通过两点校准过程加以确定：

　　1、在模拟前端输入处施加0V电压，测量ADC输出，并记录为Offset (C)。
　　2、在输入处施加已知参考电压并测量ADC输出。为了实现最佳性能，参考电压应大于满量程值的90%。
　　3. 计算计数/电压 (ma) 或电压/计数 (1/ma) 增益。　　

　　

 

　　4、将偏移和增益值存储在非易失性存储器中，并在实际测量中使用该值。

　　当偏移和增益值被存储之后，我们就能使用以下方法测量输入信号：

　　1. 测量输入ADC计数。
　　2. 使用偏移和增益值计算输入电压。　　

　　

 

　　根据应用不同，用于执行偏移或刻度校准的触发器可用开关实现，或者也可通过通信接口接受命令实现。

　　刻度可以是被测量的实际单位的函数。举例来说，如果您测量分流器上压降的电流，那么您不必测量电压再得出电流，而是可以直接对分流器施加参考电流并通过计数/安培来计算刻度。这就消除了分流电阻容差所造成的误差问题。

　　缺点：

　　使用这种偏移和增益补偿方法有两个缺点：

　　1. 运算放大器的偏移有自身的温度系数，会随温度而变化。这会导致在进行校准温度以外的其它温度上会出现偏移误差。
　　2. 两点校准会在制造进程中多加一个步骤。

　　我们可通过以下技术方法来解决这两个缺点。