运放失调和增益误差、AD转换器失调和增益误差校准

只看该作者 · 2017-6-29 22:32

本帖最后由 H2——65880905 于 2017-6-29 22:40 编辑

按照所有误差项（失调电压、失调电流、增益等）求和，不满足系统误差要求，需要校准失调和增益引起的误差，这包括所使用的仪表放大器和AD转换器，请回答：1、如何校准仪表放大器的增益和失调误差；（信号输入范围是0-0.5V，放大倍数8-10倍，输出电压0-5V左右，计算增益和失调误差大概是2mV）
2、如何校准AD转换器的增益和失调误差；（14位的AD转换器，基准电压5或5.5V，失调和增益误差最大5.5LSB）

软件校准或硬件校准简单描述即可，期待各路大神回答，谢谢！！！！！

只看该作者 · 2017-6-29 23:11

5.5LSB。。。

只看该作者 · 2017-6-29 23:50

摸摸发表于 2017-6-29 23:11
5.5LSB。。。

这位兄弟，打那么多句号干嘛，难道我表述错误？

只看该作者 · 2017-6-30 08:00

H2——65880905 发表于 2017-6-29 23:50
这位兄弟，打那么多句号干嘛，难道我表述错误？

他那意思是指AD性能差。
其实也不差了，这是总的初始误差，大部分情况下，AD的失调和增益误差并不总要，因为这些都是可以调整（校准）的误差，INL、DNL才是更重要的。
最总的校准一般不需要将放大器和ADC分开，直接进行系统校准就可以了。
当输入信号为“0”时，ADC输出值记为“0”；
当输入信号为“满度”时，ADC输出值记为“满度”；
这就可以计算出新的偏移量和斜率（增益）了。

只看该作者 · 2017-6-30 09:28

fzyuan 发表于 2017-6-30 08:00
他那意思是指AD性能差。
其实也不差了，这是总的初始误差，大部分情况下，AD的失调和增益误差并不总要， ...

感谢您的回答
输入信号满度，指的是AD转换器的满度值，还是测量信号的最大值，
如果是AD转换器的，那么实际校准时输入信号应该是能够提供标准信号的器件？

只看该作者 · 2017-6-30 09:38

H2——65880905 发表于 2017-6-30 09:28
感谢您的回答
输入信号满度，指的是AD转换器的满度值，还是测量信号的最大值，
如果是AD转换器的，那么实 ...

再问您一个问题哈，
查资料的时候看到可以通过运放的调零引脚，或者直接在输入端接一个电阻器调节，电阻器两端接电源，那这两种和您说的系统校准应用在不同的情况下吗？比如说如果误差太大就用我说的，误差小就用您说的方法调节即可
可以简单说一下误差校准的方法不~

只看该作者 · 2017-6-30 17:45

H2——65880905 发表于 2017-6-30 09:38
再问您一个问题哈，
查资料的时候看到可以通过运放的调零引脚，或者直接在输入端接一个电阻器调节，电阻 ...

5.5的LSB有点大了，这个情况下要做准很难，因为这个东西是没有办法纠正的。
运放提供的电位器调零可以用，在数字电路不成熟的年代用得比较广泛，因为那个时候的仪表卖得很贵，调这个零点的时间成本相对很低，现在这个时代就不行了，数字电路功能强大，误差直接计算一下就可以了，调这个电位器的时间成本就显得太高，还要浪费电位器的成本，品质好的电位器成本其实不低。

只看该作者 · 2017-6-30 23:31

1、AD转换器的增益误差和失调误差是不能校正的吗，
我之所以提出这两个，而没有提DNL、INL等等，就是通过我查的资料得到他是可以通过软件校正的（可能我查的不对，但是没有实际做东西的经验，所有得到的结论只能靠网上查，再去请教）
2、5.5LSB是我拿参数表中的两个最大误差相加，是最坏的情况，因为选的AD转换器是精密ADC，应该没有那么差，
3、我现在准备用软件校正整个系统的失调误差和增益误差

只看该作者 · 2017-6-30 23:40

你自己做出来试一下就知道了啊

只看该作者 · 2017-7-1 09:25

楼上的，我要是能试我还用得着低声下气的去问吗，我要是能试我发帖子干啥，吃饱了撑的，我没那么闲，，
每次一发帖神烦你们这种什么都会还什么都不说的人，好像自己会的东西就不该告诉别人，那你没事逛什么论坛啊，既浪费别人的时间又浪费自己的时间，
你不想回答咱就忍住别回答，什么叫放在心里你懂不。

只看该作者 · 2017-7-1 12:58

H2——65880905 发表于 2017-7-1 09:25
楼上的，我要是能试我还用得着低声下气的去问吗，我要是能试我发帖子干啥，吃饱了撑的，我没那么闲，，
每 ...

只看该作者 · 2017-7-1 13:50

本帖最后由 gregy_cn 于 2017-7-1 13:52 编辑

精度要求低的，我们一般采用最小二乘法。使用基准源给设备输入几个电压，这几个电压要避开最小和最大，比如LZ的，可以给1、2、3、4V，不要0V和5V，非线性误差大。然后看ADC转换数据，使用最小二乘法做线性校正。
但是LZ一定要知道，由于温漂，时漂，校准后的设备不一定准确。
由于是做计量仪器的，所以校准方案是在设计之初就要明确的，方案评审的时候都会给出噪声、温漂和时漂的理论计算值，样机还要试验验证，只有计算和试验一致了才能量产。注意：试验结果太好的，还会被追查过度设计。

只看该作者 · 2017-7-1 15:31

摸摸发表于 2017-7-1 12:58

，，，

只看该作者 · 2017-7-1 15:43

gregy_cn 发表于 2017-7-1 13:50
精度要求低的，我们一般采用最小二乘法。使用基准源给设备输入几个电压，这几个电压要避开最小和最大，比如 ...

感谢您的回答
精度要求高的就是选择误差更小的器件吧，
其实我当时选AD转换器的时候就是按照精密器件选的，5.5LSB也是参数表中最大值相加，我觉得实际可能没有那么差。

只看该作者 · 2017-7-1 16:23

本帖最后由摸摸于 2017-7-1 16:26 编辑

我不是什么都会，具体方法地板已经和你说得很详细了，你用的芯片型号也没写，我也不可能回答这个东西能不能成功。
我建议你去试是有原因的，就我做那么多东西的情况看，并不是所有芯片都能做到厂家给的指标，不排除个人原因，也不排除其他原因，还有就是，有些芯片只是参数看上去很好。
如果你不能试，那看来你不是做产品，计算能通过就是通过了。
还有就是，我没有纠正过AD的误差，觉得5.5有点大。为此我都选比较小的，但即使这样我还是丢了不少芯片。

只看该作者 · 2017-7-1 17:20

摸摸发表于 2017-7-1 16:23
我不是什么都会，具体方法地板已经和你说得很详细了，你用的芯片型号也没写，我也不可能回答这个东西能不能 ...

刚刚怒气冲冲打的字就因为含有不良信息没了，再打一遍也没有耐心了，我也不想再解释了
大兄弟，你肯这么多次回复我，还是感激

3万 · 2017-7-1 17:46

不知道你用的什么仪表放大器，性能这么差；

我以前AD都是用16位的

3万 · 2017-7-1 17:49

如何校准：那就从运放的原理定义方面出发；

比如输入失调电压怎么测试的：用模拟开关，将运放的输入接地，测试输出电压是多少；
我们以前大概这么做的；

其它参数类似原理

只看该作者 · 2017-7-1 18:39

测量系统主要包含两个方面的指标：准度和精度。
参考下列帖子 18 楼的资料：
六西格玛设计简介
LZ 的问题理解为准度或偏移问题。

校准方法：
输入一个标准信号，得到一个读数，据此可计算出偏移的大小。
对大小不同的标准信号，用上述方法分别得出偏移的大小。
据此可以得出一个数学关系或模型（最简单的为常数）。
测量时根据读数，利用此数学关系即可得到实际的测量值。

实现方法：
建议选一款资源比较丰富的单片机，如 Mircochip 的 PIC16F1789 。
主要有基准电压、DAC、ADC 以及运放等。
用单片机中的运放构成（仪表）放大器；DAC 做标准信号；ADC 做测量。
通过软件控制，在每次测量前进行校准，得到上述数学关系。

其它可能有帮助的帖子供参考：
采样电路中的滤波的截止频率如何确定？ —— 24楼、26楼和29楼中的参考资料；
六西格玛设计（DFSS）案例 —— 三角波发生器 —— 2 楼中的参考资料。

只看该作者 · 2017-7-2 23:36

5.5LSB算误差大的话，那么精密AD转换器的失调和增益误差多少算小？

运放失调和增益误差、AD转换器失调和增益误差校准

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