摘要：DS4830光電控制器內部的模/數轉換器（ADC）失調可隨溫度和增益設置而變化，但DS4830允許用戶測量ADC內部失調。將測得的ADC失調加至ADC失調寄存器，以抵消失調誤差。本應用筆記演示利用應用程序校準DS4830內部ADC的失調。

引言

模/數轉換器（ADC）將輸入電壓轉換為相應的數字編碼。理想的ADC在編碼空間內實現這種行為。圖1所示為采用2V基準的3位ADC的傳遞函數。

圖1. 1/2 LSB補償的理想3位ADC

然而，設計一款在所有架構下都滿足理想ADC特性的ADC非常困難。由于各種設計限制或約束，轉換器存在各種誤差，例如積分非線性（INL）、微分非線性（DNL）、增益以及ADC輸入失調。

失調誤差是ADC最常見的誤差。對應于零電壓輸入（ADC輸入連接至地）的ADC數字編碼輸出稱為ADC失調。圖2所示為帶有失調的3位ADC傳遞函數。

圖2. 帶有失調的1/2 LSB補償3位ADC

DS4830 ADC內部失調

DS4830光電微控制器內置13位ADC和ADC失調寄存器（ADVOFF），用于校準ADC內部失調。工廠對每一DS4830在室溫、不同ADC增益ADCG1 （1.216V滿幅）下進行失調校準。然而，DS4830 ADC內部失調會隨溫度和增益變化。

DS4830可測量任意ADC增益設置下的ADC內部失調。然后利用測量值校準ADVOFF寄存器。為測量ADC內部失調，ADC控制器將內部地連接至ADC輸入，然后啟動ADC轉換。ADC控制器具有專用的通道選擇地址25，指示ADC控制器測量ADC的內部失調。ADC控制器沒有專用的數據緩存器儲存ADC的內部失調結果。為存取內部失調轉換結果，必須使用ADC控制器的地址覆蓋選項。

用于ADC內部失調的地址覆蓋選項

默認設置下，ADC轉換結果儲存在通道編號對應的ADC緩存器內。ADC控制器提供“地址覆蓋”選項。該選項允許將ADC轉換結果放在任意數據緩存器地址（0-24數據緩存器）。ADC控制寄存器（ADCN）具有地址覆蓋控制位LOC_OVR。如果將該位置1，則允許用戶選擇一個替代位來儲存ADC轉換結果。ADC狀態寄存器（ADST）的ADC轉換配置寄存器選擇位（ADCFG）置1時，替代位置由ADDATA［12:8］位（ALT_LOC［4:0］）定義。

測量內部失調的ADC配置步驟

以下步驟介紹將DS4830的ADC數據和配置寄存器（ADDATA）配置為測量ADC內部失調信息。

以下位置為ADCN和ADST寄存器的對應值。

地址覆蓋位（ADCN.LOC_OVR）置1

ADC配置選擇位（ADST.ADCFG）置1

ADC寄存器索引位（ADST.ADIDX［4:0］）置0

寫ADDATA寄存器（ADDATA）。ADDATA［4:0］位中的ADC通道選擇位ADCH［4:0］應為25。此外，對ADDATA寄存器中的替代位置位ALT_LOC［4:0］執行寫操作（0至24之間的任意值）。ADC內部失調轉換結果放在替代位置位指向的數據緩沖器位置。例如：

ADDATA = 0x0039；這將ADC配置為內部失調測量，差分模式，替代位置為0，增益為1，ADC右對齊。

ADDATA = 0x4139；這將ADC配置為內部失調測量，差分模式，替代位置為1，增益為3，ADC右對齊。

ADDATA = 0x6439；這將ADC配置為內部失調測量，差分模式，替代位置為4，增益為4，ADC右對齊。

將ADC配置選擇（ADST.ADCFG）置0，ADC寄存器索引位（ADST.ADIDX［4:0］）置0。

ADC內部失調和校準

將ADC配置為內部失調測量后，ADCN寄存器中的ADC轉換位（ADCONV）置1，開始ADC轉換。ADC控制器將內部地連接至ADC輸入，以測量ADC內部失調，啟動ADC轉換。轉換結果為實測ADC內部失調。可從ALT_LOC［4:0］位指示（ADC配置期間設置）數據緩存器位置讀取轉換結果。

為校準ADC內部失調，將實測ADC內部失調取反（二進制補碼）加至ADVOFF寄存器。表1為基于實測ADC內部失調的ADVOFF數值示例。這些ADVOFF數值假設工廠校準ADVOFF為0。ADC正常工作期間，最終結果傳送至數據緩存器之前，將ADVOFF的數值疊加到轉換結果。

注：上電（POR）期間，工廠默認值覆蓋校準值。

示例代碼

main.c中的代碼演示ADC內部失調校準步驟。

流程圖