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淺論軟體校正降低偏移與增益誤差
 

【作者: Ken Kavanagh】   2006年11月03日 星期五

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D/A數位類比轉換器的動作原理非常簡單—即:給定數位輸入,它就提供準確的輸出電壓。但實際上,輸出電壓的準確性是視一些因素而定,包括在信號鏈中來自D/A轉換器以及來自其他元件的增益和偏移誤差。系統設計師必須補償這些誤差,以便得到最高的輸出準確性。有一種解決方案是外加一些元件,透過後段製造調整將誤差移除。有些D/A轉換器具有內部的調整暫存器,允許使用者校正出存在於系統中的誤差,這樣,傳至D/A轉換器的數位碼就會產生正確的輸出電壓。本篇設計指南將會解釋運用一種軟體解決方案而非硬體方案來降低系統誤差的必要步驟。


在所有D/A轉換器上,偏移誤差和增益誤差是兩個常見的誤差機制。當運用到最小的程式碼時,偏移誤差是從預期的最小電壓的變異所產生。舉例來說,對一顆單極D/A轉換器而言,0x0000的碼應該提供最小的輸出電壓。當D/A有可能經過工廠校正而有一固有的低偏移時,在信號鏈中的放大器及其他元件將會增加整體的偏移值。在信號鏈中的整體偏移稱為系統偏移。透過下文介紹的晶片內建暫存器,就可以移除系統偏移。


理想上,當偏移誤差被移除時,增益誤差是轉換函數斜率的偏差。以一顆D/A轉換器為例,它可能需要在0V電壓啟動,在5V電壓終止,但實際的轉換函數可能在5mV啟動,在5.015mV終止。在本例中,增益誤差為10 mV。(圖一)顯示這些誤差。
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