负偏移误差的表示方法:
负增益误差的表示方法:
D.积分线性误差
积分线性误差为任何实际转换和端点相关线间的最大偏离,用EL表示ILE。
端点相关线可以定义为A/D传输曲线上连接第一次实际转换与最后一次实际转换的线。 EL是指与每一次转换的这条线的偏离。因此,端点相关线对应于实际传输曲线并且与理想传输曲线不相关。
2.ADC环境导致的误差
A.参考电压噪声
由于ADC输出为模拟信 电压与参考电压之比,因此模拟参考上的任何噪声都会导致转换后数字值的变化。在某些封装中, VDDA模拟电源被用作参考电压( VREF+),因此VDDA电源的质量会影响ADC误差。
B.参考电压/电源调节
电源调节对于ADC精度十分重要,因为转换结果是模拟输入电压与VREF+值之比。
当连接到VDDA或VREF+时,如果这些输入上的负载及其输出阻抗导致电源输出下降,将在转换结果中产生误差。
C.外部参考电压参数
当使用外部参考电压源( VREF+引脚上)时,该外部参考源有一些重要参数。必须考虑三个参考电压规格:温度漂移、电压噪声和长期稳定性。
D.模拟输入信 噪声
在采样时间内,小而高频率的信 变化可导致较大转换误差。此噪声由电气设备(例如电机、发动机点火、电源线)生成。它增加了不需要的信 ,因此会影响源信 (例如传感器)。这样一来,导致ADC转换结果不准确。
E.最大输入信 幅度的ADC动态范围匹配不佳
为获得最高ADC转换精度, ADC动态范围必须与待转换信 的最大幅度相匹配。
我们假设待转换信 在0 V与2.5 V之间变化,并且VREF+等于3.3 V。 如下图,有部分未使用的ADC转换范围,也会使转换后信 精度下降。
B.模拟输入信 噪声消除
通过添加外部RC滤波器以消除高频。
C.将ADC动态范围与最大信 幅度进行匹配
也就是将参考电压范围匹配采样电压(当然,需要有参考电压引脚的芯片才行)。
D.温度影响补偿
第一种方法是完整描述偏移和增益漂移特性,并在存储器中提供查询表,以便根据温度变化修正测量值。此校准方法需要额外的成本和时间。
第二种方法包括使用内部温度传感器和ADC看门狗,以在温度变化达到给定值时重新校准ADC。
E.优化PCB布局
-
将模拟和数字布局分开
-
隔离模拟和数字电路电源
-
对供电和接地使用单独的PCB层
3.提高精度的软件方法
A.平均采样
·平均会降低速度但可以提高精度
B.数字滤波(抑制DC值中的50/60 Hz噪声)
·设置适当的采样频率(这种情况下,从计时器触发十分有用)。
·对采样数据执行软件后处理(例如,对50 Hz噪声及其谐波抑制进行组合滤波)。
C.AC测量的快速傅里叶变换( FFT)
·此方法可以显示被测信 中的谐波部分。
·由于使用了更强的计算能力,因此速度较慢。
D.ADC校准:偏移、增益、位权重校准
·ADC校准可减少内部ADC误差。但是,必须知道内部ADC结构。
E.使CPU生成的内部噪声最小化
应用设计必须确保
·ADC转换期间来自微控制器的干扰尽可能小。
·使采样和转换期间的数字信 变化量最小化(数字静默)。
推荐阅读:
1.STM32各系列MCU性能对比及测试说明
2.讲讲Cortex-M内核的MPU内存保护单元
4最后
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