TMS320F2812 DSP编程之 AD 采样精度的校准算法 摘要
F2812内部集成了 ADC 转换模块。该模块是一个 12位、 具有流水线结构的模数转换器,内 置双采样保持器(S/H ,可多路选择 16通道输入,快速转换时间运行在 25 MHz、 ADC 时 钟或 12.5 Msps, 16个转换结果寄存器可工作于连续自动排序模式或启动 /停止模式。 在实际 使用中, ADC 的转换结果误差较大,如果直接将此转换结果用于控制回路,必然会降低控 制精度。
关键词:TMS320F2812, DSP编程,采样精度
F2812内部集成了 ADC 转换模块。该模块是一个 12位、具有流水线结构的模数转换器, 内 置双采样保持器(S/H ,可多路选择 16通道输入,快速转换时间运行在 25 MHz、 ADC 时 钟或 12.5 Msps, 16个转换结果寄存器可工作于连续自动排序模式或启动 /停止模式。 在实际 使用中, ADC 的转换结果误差较大,如果直接将此转换结果用于控制回路,必然会降低控 制精度。 (最大转换误差可以达到 9%左右
F2812的 ADC 转换精度较差的主要原因是存在增益误差和失调误差,要提高转换精度就必 须对两种误差进行补偿。
对于 ADC 模块采取了如下方法对其进行校正:
选用 ADC 的任意两个通道(如 A3, A4作为参考输入通道,并分别提供给它们已知的直 流参考电压作为输入(RefHigh 和 RefLow ,通过读取相应的结果寄存器获取转换值,利用 两组输入输出值求得 ADC 模块的校正增益和校正失调,然后利用这两个值对其他通道的转 换数据进行补偿,从而提高了 ADC 模块转换的准确度。
实现校准的硬件电路在本文中不作描述,在有关资料中可以查到。下面是该算法的 C 语言 实现:
//首先计算两个通道的参考电压转换后的理想结果
// A4 = RefHigh = 2.5V ( 2.5*4095/3.0 = 3413 ideal count // A3 = RefLow = 0.5V ( 0.5*4095/3.0 = 683 ideal count #define REF_HIGH_IDEAL_COUNT 3413 #define REF_LOW_IDEAL_COUNT 683 #define SAMPLES 63 //定义所需的各个变量
Uint16 Avg_RefHighActualCount; Uint16 Avg_RefLowActualCount; /
Uint16 CalGain; // Calibration Gain Uint16 CalOffset; // Calibration Offset Uint16 SampleCount;
Uint16 RefHighActualCount; Uint16 RefLowActualCount; //对各个变量进行初始化 void InitCalib( {
Avg_RefLowActualCount = 0; Avg_RefLowActualCount = 0; Avg_RefHighActualCount = 0; RefHighActualCount = 0;
RefLowActualCount = 0; CalGain = 0; CalOffset = 0; SampleCount = 0; }
//获得校准增益和校准失调
// Algorithm: Calibration formula used is: //
// ch(n = ADCRESULTn*CalGain - CalOffset // n = 0 to 15 channels
// CalGain = (RefHighIdealCount - RefLowIdealCount // -----------------------------------------
// (Avg_RefHighActualCount - Avg_RefLowActualCount //
// CalOffset = Avg_RefLowActualCount*CalGain - RefLowIdealCount //
// A running weighted average is calculated for the reference inputs: //
// Avg_RefHighActualCount = (Avg_RefHighActualCount*SAMPLES // + RefHighActualCount / (SAMPLES+1