校准模数转换器的增益误差和输入失调的方法

摘要

一种校准模数转换器的增益误差和输入失调的方法，增加参考电压VDAC来校准增益误差，使用增益误差校准后的参考电压VREF+VDAC来测量得到输入失调Doffset，并以此校准输入失调。本发明通过校准使模数转换器的增益误差和输入失调非常小，满足高精度场合的应用需要。

主权项

一种校准模数转换器的增益误差和输入失调的方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：步骤1、估算最大可能的增益误差GEmax和最小允许的增益误差GEallowed；步骤2、计算需要的校准次数N＝{log2(GEmax/GEallowed)}，其中，{m}表示不小于m的最小整数；步骤3、增设参考电压VDAC，该参考电压VDAC为N位，满幅度输出是±VREF*GEmax，最小分辨率(1LSB)是VREF*GEmax/2N‑1；步骤4、令参考电压输出bitDAC＝2N‑1，time＝1；步骤5、令输入值Vin＝+Vfull/2，Vfull为最大输入幅值，得到输出测量值Dout＝D1；步骤6、令输入值Vin＝‑Vfull/2，得到输出测量值Dout＝D2；步骤7、令步长bitstep＝2N‑1‑time；步骤8、判断D1‑D2≥2M‑1是否成立，M是模数转换器的位数，若是，则令bitDAC＝bitDAC+bitstep，这也将模数转换器的参考电压变成VREF+VDAC＝VREF*(1+GEmax/2)，若否，则令bitDAC＝bitDAC‑bitstep；这也将模数转换器的参考电压变成VREF+VDAC＝VREF*(1‑GEmax/2)；步骤9、判断time≥N‑1是否成立，若是，进行步骤11，若否，进行步骤10；步骤10、令time＝time+1，进行步骤5；步骤11、令输入值Vin＝+Vfull/2，得到输出测量值Dout＝D1；步骤12、令输入值Vin＝‑Vfull/2，得到输出测量值Dout＝D2；步骤13、判断D1‑D2≥2M‑1是否成立，若是，结束增益误差校准，进行步骤14，若否，则令bitDAC＝bitDAC‑1，结束增益误差校准，进行步骤14；步骤14、使用增益误差校准后的VREF+VDAC作为参考电压，令模数转换器的输入值Vin＝0，得到输出测量值Dout＝D；步骤15、令Doffset＝D‑2M‑1；因为输出是自然二进制码，所以模数转换器的零输入对应的码值是 2M‑1，将D‑2M‑1作为输入失调Doffset的值；步骤16、令Dout＝Dout‑Doffset；从模数转换器的输出值中减掉Doffset，即为校准输入失调后的输出值。