片上ADC/DAC实现精度可调ADC的方案

作者：时间：2012-10-29来源：网络收藏

比例关系修改其阻值，即可实现要得到的ADC的位数。例如将本系统修改为20位ADC，则ADC测量精度应该为59.1 V/220=0.056 mV。由式(3)可知0.056=6x0.292xR100/R103，所以修改R103与R100的比值为312.8，即可以实现20位的ADC。通过此方法可实现10～20位精度可调的ADC。

　　2.4 硬件设计说明

　　U100是由运放OPA177F组成的电压跟随器，具有输入阻抗高，输出阻抗低的特点，在本系统中的作用是实现匹配U101的输入电阻和提高对输入电压分压的精确度。R101和R100第二级减法运算电路的输入匹配电阻，其阻值不宜小于10 kΩ，太小会影响ADC的测量精度。R104为限流电阻，防止电流超过VD100的最大额定电流。

　　R117和R118组成分压电路，在R118上的电压为45 mv，可抵消运放的零漂。若不加此分压电路且DAC输出为零时，经过实际测量TP102点的电压约为120 mV，这是由运放的零漂造成的，会影响ADC的测量精度。在每一个运放输入端添加了0.1 μF的电容，去除高频信号，提高输入信号的稳定性。

　　3 系统软件设计

　　软件部分主要功能是对输入电压的测量。因为硬件设计中，运放和电阻本身的参数存在误差，所以它们组成的放大电路的放大倍数存在误差，从而造成ADC测量产生误差。因此，传统方法直接利用它们组成的放大电路的计算公式(式(2))计算出的输入电压值误差比较大，电压跳动明显。因此，在系统第一次测量输入电压前，首先通过软件设计建立输入电压校正表校正的方法实现减小误差。

　　校正表是在第一次测量之前建立的数据表，作用是通过此表观察输入电压值与测量值之间满足何种曲线关系。在测量输入电压时，通过得到的曲线关系选择拉格朗日插值算法，并将测量的值代入选择的拉格朗日插值公式，计算出较为精确的输入电压值。

3.1 软件实现过程

　　软件设计过程主要包括MCU的ADC进行初始化，建立输入电压校正表，计算表达式(5)的值，拉格朗日插值计算输入电压，显示输入电压值。软件设计流程如3所示。