建议使用常规方法,这种基本电路能发明的新方法早就发明了,很难有大的提升。
如果ADC是靠电源来参考的,那就提高电源精度。
电压基准不适合接重负载,250欧负载是偏重的,要确认它能带得动。
MOS管的电容可能影响电路带宽。对位数不太高的ADC来说,断开其它电路,只接250欧电阻,似乎与短接也没多大区别。
方案情况:
近期在思考在ADC过程怎么做到自校准的问题,如图1的ADC方案中,因为其中一路需要负责采集桥式传感器(未画出),所以需要电流输出能力较高的LDO作为激励电压,然而LDO的电压精度一般只能高到99%,为了尽可能消除桥式传感器激励电源的偏差带来的影响,所以ADC芯片的参考电压直接取了LDO的电压以消除共模误差。
然后该ADC芯片的第二路是负责采集变送器4~20mA电流,电流通过250欧电阻转换为1~5V的电压信号,然而这里的电压信号是与LDO参考电压进行比较,因为上述LDO电压精度不高的问题,采样回来的电压信号必定与参考电压存在共模误差,所以希望能引入一种自校准方案尽可能消除这样的误差。
图1
校准步骤:
为解决共模误差问题,我想到的一个方法就是在输入端引入一个基准电压源,在校准程序开始后将按以下步骤进行:
关闭4~20mA信号
控制NMOS管导通
计算ADC的IN+对地Offset误差并记录
控制NMOS管截止
控制PMOS管导通
采集标准电压并计算记录出均值
用基准电压反推出参考电压的误差并存储于Flash中
在得到参考电压的误差后,我们用采集的数据都乘以这个误差倍数,从而得到较为精准的数据。
方案误差:
在步骤5中PMOS管存在导通电阻Rdson,但一般都控制在几十毫欧左右,按恶劣情况记Rdson=0.1欧的情况下,ADC采集到的电压误差应为:
erro<(1-250/250+0.1)=0.04%
一般固定基准电压的误差在0.1%~0.05%,而LDO的误差在1%,所以个人认为Rdson的误差基本可以忽略(个人己见)。
个人疑惑:
在这个方案中我不太确定MOS管是否能参与到自校准的方案中?
除了Rdson带来的误差不确定是否存在其他因素会引入误差?
在没有高精度电压测试仪去手动校准基准电压的情况下,这样的自校准方案是否值得采用?
希望各位大佬提出其中的不妥之处,或提供更好的自校准替代方案,谢谢!
[修改于 2年1个月前 - 2022/10/24 14:46:25]
建议使用常规方法,这种基本电路能发明的新方法早就发明了,很难有大的提升。
如果ADC是靠电源来参考的,那就提高电源精度。
电压基准不适合接重负载,250欧负载是偏重的,要确认它能带得动。
MOS管的电容可能影响电路带宽。对位数不太高的ADC来说,断开其它电路,只接250欧电阻,似乎与短接也没多大区别。
建议使用常规方法,这种基本电路能发明的新方法早就发明了,很难有大的提升。如果ADC是靠电源来参考的,...
有尝试去找自校准之类的资料,也是希望能多了解几种常规操作,但没有什么进展
有往尝试提高电源精度方向考虑,因为有个桥式传感器需要用电源去驱动,但是比起基准源,LDO的精度远远达不到,找了好多芯片比较高的都只能到1%
确实提醒了基准源的供电流问题,这里电流约为2.5V/250Ω=10mA,这也是很多基准芯片不太能接受的电流
确实需要考虑MOS寄生电容对ADC采样的影响
因为准备用32位的ADC所以想着尽可能保住能用的位数提高精度,谢谢虎哥的指点
可以采用电子单刀双掷开关啊 校正时候就不要还接在250欧电路上 效果还是不错的 而且也避免了PMOS开启电压太大的问题
舍本逐末了
有两个比较简单的方法:
直接把ldo换成基准+运放
用二选一开关接到基准源
供电5v时vref只有2.5v,adc的位数只用了一半,如果降低供电或增加vref,使vref接近adc的满量程,这样可能会再提高一点校准的精度
供电5v时vref只有2.5v,adc的位数只用了一半,如果降低供电或增加vref,使vref接近a...
这倒未必
因为基准源的误差大多是相对的 而不是绝对的
相同工艺下 5V可能比2.5V的绝对误差就会大一些 相对误差百分比就不变
其实个人觉得这类工控信号本身就不能对精度要求太高 12位差不多够了 精度已经比大多数基准源要高了 32位太偏执了 也没有这么高精度的电压源
这倒未必因为基准源的误差大多是相对的 而不是绝对的相同工艺下 5V可能比2.5V的绝对误差就会大一些...
成品32位adc enob也就23位,工控的东西拿个12位的绰绰有余了
最好是找个厂家的基准源用户手册,看有没有扩流方案,按此方案做个5V高精度电源代替LDO。
一般电流变送器和桥式传感器的精度最多也就14位
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