深度解读：ADC如何实现内部校准？

本文中，小编将对ADC内部校准进行深度解读，如果你想对它的详细情况有所认识，或者想要增进对它的了解程度，不妨请看以下内容哦。

一、ADC

将模拟信号转换成数字信号的电路，称为模数转换器（简称A/D转换器或ADC，Analog to Digital Converter）。ADC的基本原理是把输入的模拟信号按规定的时间间隔采样，并与一系列标准的数字信号相比较，数字信号逐次收敛，直至两种信号相等为止。然后显示出代表此信号的二进制数，模拟数字转换器有很多种，如直接的、间接的、高速高精度的、超高速的等。每种又有许多形式。同模拟数字转换器功能相反的称为“数字模拟转换器”，亦称“译码器”，它是把数字量转换成连续变化的模拟量的装置，也有许多种和许多形式。A/D转换的作用是将时间连续、幅值也连续的模拟信号转换为时间离散、幅值也离散的数字信号，因此，A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。

二、ADC如何实现内部校准

（一）ADC 内部失调校准

对于内部失调校准，所选ADC通道的输入在内部短路。此外，将输出编码与理想值进行比较，以确定失调误差。对于大多数ADC，例如ADS1260-Q1，集成了输入多路复用器，用于断开输入与外界的连接，并在内部将其连接到公共电压以执行失调校准。ADS131M06的输入多路复用器比ADS1260-Q1的输入多路复用器相对简单，如图1所示。

图1.显示 ADS131M06 输入多路复用器。图片由TI提供

如您所见，其中一个多路复用器配置 MUXn[1：0] = 01 将两个输入都短路到地。此多路复用器配置可用于失调校准。另一方面，一些ADC仅断开其中一个输入与外部电路的连接。例如，考虑AD7124-4的内部连接，如图2所示。

图2. AD7124-4内部连接框图图片由ADI公司提供

在失调校准期间，两个输入一起短路。但是，负输入仍连接到外部电路。因此，器件数据手册建议设计人员确保在失调校准期间负输入端不存在任何多余的噪声和干扰。此外，在执行校准时，该输入的电压不允许超过额定限值。

（二）ADC 内部满量程校准

满量程校准通常通过向ADC输入施加内部生成的满量程电压来执行。如果ADC的输入范围为±V裁判，输入在内部连接到 +V裁判和 -V裁判线。知道输入处于满量程电平后，ADC可以确定所需的增益校准系数。如果ADC具有集成PGA，则内部产生的电压通常是ADC的基准电压除以PGA的选定增益，以避免ADC过量程。这允许器件在每个增益设置下支持内部满量程校准。

具有校准功能的ADC通常重复一定次数（例如16次）的零电平和满量程测量，并平均转换结果以计算校准值。对数据求平均值可降低转换噪声并提高校准精度。

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