ADC模块采样校正技术2016-1-22要点

如果条件允许，

可以在

每次转化完成后现将输入 切换到参考地，

然后在对信号进行下一次采

样

< br>。

2

．软件角度

（

1

）多次采样取

平均值算法

，最为简单；

（

2

）数字滤波算法，例如采用

中值滤波法

，具体方法为：连续采样

20

个数据，对这些数据进行排序之后 ，去掉最小的

5

个和最大的

5

个，然后取中间

10

个采样数据的平均值。

（

3

）软件校正 算法。

F2812

的

ADC

增益误差（

Gai n Error

）和偏置误差（

Offset Error

）

，要提高转换

精度就必须对两种误差进行 补偿，

下面将具体介绍这种实用的补偿方

法。

< br>

理想的

12

位

ADC

应该是没有增益误差和偏置误差的，因此其转换的计算公式为：

Y=x*mi

其中，

x=input count=inputvoltage*4095/3.0V

Y=output count

Mi=ideal gain=1

但是，实际上

F2812

的

AD

是存在增 益误差和偏置误差的，其转换的计算公式如式

2

所示：

Y=x*ma+mb

其中，

ma=actual gain

B=actualoffset

（与输入为

0

时相关）

实际的和理想的转换计算曲线如图

2

所示：

在校正的时候，首先选用

ADC

的任意两个通道（例如

A1,A2

）作为参考输入通道，并分别

输入已知的直流参考电压，

通过读取相应的结果寄存器获取 转换值，

利用两组输出值便可求

得< /p>

ADC

模块得校正增益和校正偏置，然后利用这两个值对其他通道 转换数据进行补偿。

首先，

计算两个 通道得参考电压转换后得理想结果。

在讲述算法之前，

我们先来 看看各个参

数之间的关系，如下图所示：

数之间的关系如下：

y = x * ma + b

ma = (yH

–

yL)/(xH

–

xL)

b = yL

–

xL*ma

CalGain = (xH

–

xL)/(yH

–

yL)

CalOffset = yL * CalGain

–

xL

x = y * CalGain

–

CalOffset

给

A1

通道加

2.5V

，给

A2

通道加

0.5V

。

A1input=VHigh=2.5V

，则

2.5*4095/3.0=3413

（理想值）

A2input=VLow=0.5V

，则

0.5*4095/3.0=683

（理想值）

校正

C

语言 的算法如下：

#defineHIGH_IDEAL_COUNT 3413//

理想高值

#defineLOW_IDEAL_COUNT 683//

理想低值

#define SAMPLES20//

采样次数

//

定义所需的各个变量

Uint16Avg_HighActualCount;

Uint16Avg_LowActualCount;

Uint16Sum_HighActualCount;

Uint16Sum_LowActualCount;

Uint16 CalGain;

Uint16CalOffset;

Uint16HighActualCount[SAMPLES];

Uint16LowActualCount[SAMPLES];

由图可以得到各参

//

变量初始化

Voidinitvar (void)

{

Avg_HighActualCount=0;

Avg_LowActualCount=0;

Sum_HighActualCount=0;

Sum_LowActualCount=0;

CalGain=0;

CalOffset=0;

Uint16 I;

For(i=0;i

{

HighActualCount[I]=0;

LowActualCount=0;

}

}

//

计算增益和偏置的函数

Voidcalerror (void)

{

Static Unit16 i;//

采样计数

Uint16k;

HighActualCount=ult1>>4;//< /p>

读采样数据

LowActualCount=ult2>>4;

If(i>=SAMPLES)//

采样满规定次数

< br>

{

i=0;

for(k=0;k

{

Sum_HighActualCount+= HighActualCount;

Sum_LowActualCount+=LowActualCount;

}

Ave_HighActualCount= Sum_H ighActualCount/SAMPLES;//

多次采样取平均值

Ave_LowActualCount= Sum_LowActualCount/SAMPLES;

CalGain = (HIGH_IDEAL_COUNT - LOW_IDEAL_COUNT)//

计算增益系数

/ (Avg_HighActualCount - Avg_LowActualCount);

CalOffset =Avg_LowActualCount*CalGain - LOW_IDEAL_COUNT; //

计算偏置

}

I++;

}

//

在

ADC_ISR

中，对各个 通道进行校正：

Interrupt

Adc_Isr (void)

{

。

。

。

。

。< /p>

。

。

。

。

。

newResult n= ULTn*CalGain - CalOffset;

。

。

。

。

。

。

。

。

。

。