
任何实际的电子应用都将受许多错误源的影响,这些错误源可能会偏离最复杂的组件与数据表中描述的行为。当应用信号链没有内置机制来解决这些错误时,减少错误影响的唯一方法是测量错误并系统地校准它。本文指出:为了达到所需的性能,开环系统不使用输出来调整输入控制操作,而是在闭环系统中,输出取决于系统控制的操作,并且系统可以自动实施校正以提高性能。大多数数字到Analog转换器(DAC)信号链都是设置的系统,无论系统类型如何,其输出的准确性取决于链链中每个模块的Kaweach。设置后,系统是一个开放循环系统。对于需要高精度的开环系统,建议进行校准,并且是可能需要。我们将将两种类型的DAC链链引入DAC链:一个是温度(操作温度温度),提供最佳的误差校正水平;其他是特定的(使用规格进行校准),这是当频繁可用时的有效替代方案,但不能与约会结合。 DAC型单极电压DAC只能提供正输出或负输出。本文将使用AD5676R作为单极DAC的示例来描述如何执行准确的校准。可以使用相同的过程来对其他类型的DAC进行必要的调整。双极DAC电压(例如AD5766)可以达到正输出和负输出。当前的DAC输出通常用于繁殖调整(MDAC)以提供可变益处,并且通常需要外部放大器来缓冲固定电阻器上产生的电压。准确性当前资源DAC(IDAC),例如AD5770R和LTC2662,是一个新的CATEDAC的血腥,可以准确地将电流输出设置在预定范围内,而没有任何其他外部组件。 DAC转换函数理论和内部误差模拟输出电压或当前由完美的数字到Analog转换器形成的目前与输入数字代码完全成正比,而不论外部影响是否有任何中断,例如电源和参考电压的变化。对于完美的电压输出DAC,INUT数字代码步骤增加相应的输出增加称为LSB,定义如下:其中:( VREF+)和(VREF-)分别为正和负参考。在某些情况下,(VREF-)等于地面的电压(0 V)。 n是DAC分辨率,分块。 LSB(V)尺寸是DAC输出对伏特的最小添加。这意味着,对于任何给定的输入代码,一旦已知LSB,应准确预测DAC输出电压。实际上,DAC输出的准确性受DA的影响C链链(系统级别错误)中的c采集和抵消错误(内部错误)和其他组件。例如,某些DAC包括输出放大器,而另一些DAC则需要外部放大器,这可能是其他错误源。在数据表上,MOSTA创建的技术规范在该部分中。对于DAC,本节列出了参数,例如偏移错误并获取错误。零级别的错误测量输出错误时,将零级代码(0x0000)下载到DAC寄存器。图1显示了偏移的效果,并在单极DAC电压转换函数中获取错误。如图1所示,获取错误测量DAC误差的范围。误差是指DAC转换特性的斜率与理想值之间的偏差。完美DAC的转换属性以黑色显示。偏移误差决定了线性区域O中实际输出与完美输出之间的差异F转换函数,如图1所示。图1。偏置误差表示并获得单极DAC的误差。对具有和偏移错误的错误影响可以通过图4中的蓝色曲线观察。这两个参数也可以根据温度的变化来指定。零误差漂移测量了随温度的零误差的变化。获取错误系数错误错误,测量了与温度有关的错误的变化。错误错误衡量与温度相抵消的错误变化。温度变化对电子系统的准确性有重要影响。尽管通常根据温度定义了DAC的内部增益和偏移误差,但系统中的其他组件可能会影响总偏移和输出可用性。因此,尽管DAC的INL和DNL A重新竞争,应考虑其他错误,尤其是关于温度的错误。最新的DAC指定了不调整的总误差(TUE)以衡量总输出错误,包括所有错误 - i。,INL错误,偏移错误,错误添加和输出漂移量超过电源电压和温度范围。 TUE由%FSR表示。当数据表未指定DAC时,可以使用称为RSS或根运动的过程来计算TUE,该过程可用于计算无关的错误源以进行错误测试。还有其他较小的误差源,例如输出漂移,通常由于其相对儿童效应而被忽略。系统中每个组件的Ang Bawat详细信息应转换为同一单元。可以使用表2。表2进行此操作。转换单元矩阵TUE是一个很好的指标,可以简要说明DC DAC输出在所有内部误差的影响下的精确度。但是,这没有考虑系统级别的错误取决于DAC及其环境所在的链条。值得注意的是,某些DAC在输出阶段具有内置的缓冲区/放大器,其中数据表规范反映了两者的效果,将它们用作内部错误的一部分。在尝试研究给定应用程序的DAC链错误预算时,系统级别的错误,系统设计人员应考虑和验证各种组件的贡献,并支付注意力预期的系统操作温度。根据末端的应用,链链可以具有许多不同的构件,包括电源IC,缓冲区或放大器以及不同类型的主动负载,这可能会带来系统级别的错误。每个DAC都需要依靠参考运行的资源。资源参考资源是影响DAC准确性和通用链链准确性的主要因素之一。参考资源的主要性能规格也定义用于参考电压资源的单独数据表,例如ADR45XX系列,或作为DAC数据表的一部分(如果设备为用户开发了参考)。电压差有时称为电源电压距离和Tinukoy,是输入电压与保持0.1%精度输出电压所需的输入电压之间的最小电压差。温度系数(TC或TCV OUT)是指设备输出电压的变化与环境温度的变化之间的相关性,并指出输出电压为25°C。在以下三个温度下,全面测试了C级TCV:0°C,+25°C和+70°C。使用以下两种方法指定此参数。考虑到整个温度范围的温度系数,黑匣子方法是最常用的方法。虽然弓形扎过程可以计算+25°C时斜率最坏的情况,因此对于校准到+25°C的系统更有用。对于某些DAC,外部参考的性能优于组合参考。电压参考直接影响转换的转换,因此该电压的任何变化都会导致斜率(即可用)转换函数变化。值得注意的是,某些DAC具有内置的参考电压缓冲资源,其中数据表规范反映了内部模块作为内部错误的一部分的影响。每个用作电源的独立IC都决定了电压调整率,表明对给定输入更改的产出变化。这适用于电源,缓冲区和参考IC,在该电源,设备应将AOF输出电压保持无需输入。在数据表中,通常在周围温度下指定电压调节速率。负载率定义为当当前加载变化时,输出电压的变化增加。电压输出通常可以缓冲以减轻这种变化的影响。某些DAC可能不是缓冲参考输入。因此,当数字代码更改时,参考参考阻抗也会改变,从而导致参考电压的变化。它对产出的影响通常很小,但应在高精度应用中考虑。在数据表中,通常在周围温度下指定负载率。焊接热电阻(SHR)的变化与参考资源的关系最大。它是指由设备玻璃出售引起的输出电压的常驻变化,并表示为输出电压百分比。有关更多信息,请参阅ADR45XX系列数据表。通常,所有IC都会受到SHR的某些变化的影响,但是它们并不总是被计算在内,如果可以捣碎它们,则很大程度上取决于e应用系统的特定组装。长期稳定性是指随时间变化的输出电压的变化,使用PPM/1000小时来表达。 PCB级老化治疗可以改善长期的应用稳定性。开环校准理论DAC信号链的示意图如图2所示。黑匣子中呈现的模块显示了简化的开环信号链,而灰色框中呈现的模块是实现链链所必需的附加Aparato的一个示例。图2。简化的DAC信号链图。闭环解决方案需要其他组件和对数字数据软件的操纵来提供更准确的输出。如果无法为各种因素(空间,成本等)添加这些额外的资源,则开放环解决方案仍将工作 - 只要它提供所需的准确性即可。本文解释了如何执行开环校准以帮助应对这种情况。从理论上讲,消除收益错误校准(始终没有外部影响)是一个非常简单的过程。 DAC转换区域的线性区域可以是由以下等式描述的直线:其中:y输出。 M是误差后转换函数的斜率包括误差(如图1中的紫色线所示)。 X是DAC输入。 C是偏移电压(如图1中的蓝线所示)。理想情况下,M始终是1,C始终是0。实际上,将考虑DAC的收益和偏移错误。知道,可以用DAC输入对其进行校正,以使数字更接近完美的DAC输出。 i-多数数字DAC输入错误的奖励,必须消除错误错误。通过增加数字DAC输入中测得的偏移错误的相对数量来消除偏移误差。以下公式显示了如何计算正确的DAC输入以生成所需电压:wery:请注意,偏移误差可以为正或n表明。如何种植该培养DAC信号链的方法本节使用AD5676R作为一个例子来说明如何实际培养偏移量和在DAC信号链中获得的偏移量。所有测量值均使用Evar-AD5676评估套件,并且启用了AD5676R内部电压参考。 Evar-AD5676板和设置测量都是我们在示例中测量的链链的一部分。该链链的每个组件(电路板上的电源IC,AD5676R,连接器引入的寄生效应等)将导致系统误差。我们的目标是描述如何培养系统,从而为任何其他系统提供示例。使用Eval-SDP-CB1ZBlackFin®SDP控制板(SDP-B)与AD5676评估套件上的AD5676R通信,并使用8位DMM来测量V Out futs puts puts的输出。气候盒A AY用于控制整个系统的温度(由eval-SDP-CB1Z,eval-AD5676和AD5676参考组成)。 AD-AD5676 i如用户指南所述,启用了s,链路调整如表3所示。考虑特定的LSB差异代码的完美值和度量,计算输出误差。此错误包括DAC和ADAD5676板中通用链链中的内部和外部错误。图3显示了没有校准的输出误差。计算偏移和获取错误所需的信息,并且可以在转换函数中找到相应的OneScorcre码。为此,需要两个点:一个是零点接近(ZS lin),另一个接近整个比例尺(FS LIN)。其背后的事实是在DAC的线性区域工作。这些信息通常具有INL和DNL规格,可能带有endnotes oF床单。例如,对于AD5676R,线性区域是从数字代码256到数字代码65280。图4解释了DAC的线性区域。图4。通过单极电压DAC转换和误差转换和误差。在确定ZS LIN和FS LIN和FS LIN代码时,我们可以收集校准所需的尺寸,尤其是这两个数字代码的DAC电压输出(v Out ZS Lin和fs lin上的V Out in fs lin上),以及它们之间的许多其他数字代码(¼范围,范围,中间范围和¾范围和¾范围和¾范围和¾范围)。测量结果应在应用程序的工作温度下收集。如果不可能,一旦在周围温度收集了两个主要数据点后,链链中的设备的数据表可用于获取所需的信息。信号链中的每个设备都会导致错误,并且每个板都不同,因此应分别随意。临时性:工作温度C的校准C通过测量在运行温度和执行系统校正以更新输出时,通过测量操作温度和执行系统校正的环境错误来达到最佳校准水平。为了使用此过程捕获DAC,在系统的预期工作温度下测量了与数字代码ZS LIN和FS LIN相对应的DAC输出。 Conversion operating is constructed as it followsNod: Where: V OE = Offset Error (V) V FS, Lin, Act = FS Lin Act V ZS, Lin, Act = ZS Lin Act Act V FS, Lin, Ideal = FS Lin Ideal Output V ZS, Lin, Ideal = FS Lin Ideal Output V ZS, Lin, Ideal = Ideal Output of ZS Lin Note that the offset error can be positive or negative.图5显示了使用TEMPCAL程序通过EDAD-AD5676评估套件实现的输出误差。图5。在不同温度下使用频率的系统输出(LSB)误差。规格:校准具有规格的校准,如果在工作温度的环境错误是不可测量的,CADAC转换的库仍然可以使用AD5676R数据表和环境温度实现高水平的校准。为了使用此过程捕获DAC,必须在环境温度下测量与数字代码ZS LIN和FS LIN相对应的DAC输出。按照周围温度的attmaging公式14的福利和抵消误差,如临时部分所述,开发转换函数。其中:ge amb =获取错误v oe,amb =偏移误差(v)在周围温度下DAC信号链的校准可以解决系统级别的误差。但是,不考虑由温度变化引起的误差的外部变化。因此,这种校准方法不如温度程序准确。可以使用数据表规范来解决由于工作温度变化而引起的内部DAC错误(即偏移和获得错误)。这就是我们所说的Speccal。错误-Drift的共同值AD5676R技术规格数据表中列出了错误。与温度关系相比,偏移误差的常见parameSperrance TER(TPC)表示误差的方向,具体取决于环境温度的升高还是降低。在温度引起的存在下改变误差是由存在与温度误差之间相关性的TPC表示。错误误差的%FSR是从图中确定的,然后应用了方程式16。估计偏移误差并获得工作温度误差后,我们可以使用等式17来确定与特定输出相对应的输入代码。其中:图6显示了使用Speccal方法通过Eval-AD5676评估套件实现的输出误差。图6。在不同温度下使用Speccal在系统输出(LSB)中的误差。在此示例中,使用内部电压参考。外部电压参考可能会导致一般错误。 e由参考电压引起的RRR可以通过考虑目标温度的参考参考数据表考虑时排出的参考电压来解决。参考电压的变化将改变实际输出范围,从而改变LSB的大小。外部电压参考的使用应解决此问题。与输出电压相比,温度下的TPC可用于确定由参考电压引起的输出范围。其中:结论本文概述了DAC链错误的一些主要原因,包括数据表上指定的内部DAC错误以及系统级别的系统级别错误,应考虑开放环应用程序。讨论AIT有助于两种校准方法:一种用于在系统的工作温度下随意进行DAC的情况,另一种是在无法在操作温度下校准但可以在周围测量的情况下进行校准的情况温度。第二种方法使用DAC数据表和链链中其他IC的TPC和技术规范来满足误差漂移的存在和偏移。与特殊相比,温度程序可以获得更好的准确性。例如,对于在50°C下进行的AD-AD5676板,图7显示,通过温度过程达到的准确性非常接近完美的精度,而特定方法仍然可以改善NOCAL数据。图7。NOCAL,SPECCAL和50°C的系统输出误差(LSB)。 ptemprature变化对电子系统的准确性有重要影响。操作系统温度下的校准可以消除大多数错误。如果不可能,您可以使用DAC和其他C数据的DAC提供信息来解决温度变化并实现可接受的准确性。