DS1859與眾不同的是其內(nèi)部校準(zhǔn)和右移(可擴(kuò)展動態(tài)量距)功能。結(jié)合使用時,這些特性極大地增強(qiáng)了DS1859的12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),使其具有高達(dá)16位ADC的精度和準(zhǔn)確度,而不會增加成本和尺寸。此外,DS1859的內(nèi)部校準(zhǔn)具有可編程增益和可編程失調(diào)功能,省去了大多數(shù)(如果不是全部)外部信號調(diào)理電路。通過在ADC之前的模擬域中提供可編程增益,可以放大/衰減輸入信號,以利用ADC的整個范圍。然后,在數(shù)字域中,右移可用于縮小(分頻)數(shù)字輸出,以便所需的(或SFF-8472規(guī)定的)LSB不受影響,甚至對用戶透明。
本應(yīng)用筆記旨在說明應(yīng)用如何從內(nèi)部校準(zhǔn)和右移中受益。此外,本應(yīng)用筆記還將提供有關(guān)如何實(shí)現(xiàn)內(nèi)部校準(zhǔn)和右移的寶貴信息。最后,提供了一個示例來說明所討論主題的應(yīng)用。
DS1859模擬監(jiān)測器輸入
在進(jìn)一步討論之前,最好先看一下DS1859 MON輸入的框圖(見圖1)。為清楚起見,僅說明了一個輸入,盡管這些概念適用于所有三個 MON 輸入。
圖1.DS1859 MON輸入框圖
如圖所示,單端電壓施加于DS1859 MON引腳。在模擬域中,電壓被饋入能夠衰減和增益的可編程增益模塊。增益模塊可以校準(zhǔn)MON通道,以實(shí)現(xiàn)所需的LSB或滿量程電壓。滿量程電壓是數(shù)字輸出達(dá)到滿量程(FFF8h)的電壓。此外,增益模塊可以在內(nèi)部增益小輸入信號,以便最大限度地利用ADC。稍后將對此進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
增益模塊之后是12位ADC。12 位轉(zhuǎn)換以 2 字節(jié)(16 位)值左對齊輸出。ADC能夠?qū)?000h的數(shù)字值輸出到FFF8h。
一旦進(jìn)入數(shù)字域,DS1859就將內(nèi)部校準(zhǔn)更進(jìn)一步,具有用戶可編程的數(shù)字失調(diào),能夠增加正或負(fù)失調(diào)。數(shù)字偏移可用于通過簡單地執(zhí)行數(shù)字加法在內(nèi)部添加正或負(fù)偏移。需要指出的是,正偏移仍將鉗制在FFF8h的數(shù)字值,但最小數(shù)字值現(xiàn)在將大于零。同樣,負(fù)偏移的滿量程數(shù)字值將小于FFF8h(因?yàn)樨?fù)偏移減去轉(zhuǎn)換)。在這種情況下,最小數(shù)字值將保持在 0000h。有關(guān)數(shù)字偏移的詳細(xì)信息將在后面的偏移校準(zhǔn)寄存器部分中提供。
輸出數(shù)字值之前的最后一個操作是右移。每個 MON 輸入有 3 位,用于控制所需的右移次數(shù)。右移的好處將在后面討論。將三位設(shè)置為零會導(dǎo)致零右移,并禁用右移功能。與偏移一樣,右移也會影響滿量程數(shù)字輸出。例如,如果設(shè)置為 2 個右移,則滿量程數(shù)字輸出變?yōu)?3FFEh。執(zhí)行移位后,該值將寫入用戶讀取轉(zhuǎn)換的相應(yīng)寄存器。這也是用于警報(bào)和警告比較的值。
出廠校準(zhǔn)DS1859
DS1859 MON輸入均經(jīng)過工廠調(diào)整至2.5V滿量程電壓。這意味著2.5V的輸入電壓將輸出FFF8h的滿量程數(shù)字值。此外,每個數(shù)字失調(diào)在工廠編程為零,以便0V輸入將輸出0000h的數(shù)字值。最后,右移出廠默認(rèn)值為 0。工廠校準(zhǔn)DS1859的傳遞函數(shù)如圖2B所示,稍后將介紹。
工廠調(diào)整的器件將輸出 4096 個數(shù)字值之一,輸入電壓范圍為 0 至 2.5V,610 位轉(zhuǎn)換的分辨率為 2μV (5.4096V/12)。理想情況下,要數(shù)字化的輸入信號是0至2.5V信號,以便利用整個范圍。然而,在現(xiàn)實(shí)生活中,我們知道情況并非總是如此。以接收電源為例,其中0至.5V的電壓很常見。遺憾的是,80%的數(shù)字輸出代碼永遠(yuǎn)不會被使用。能夠生成 12 個代碼的 4096 位轉(zhuǎn)換器只會輸出 820 個代碼中的一個(20 個代碼的 4096%)是一種浪費(fèi)。其余 3276 個數(shù)字代碼將永遠(yuǎn)不會使用。此外,在使用820個代碼中,分辨率仍為610μV。
為了嘗試使用更多的數(shù)字代碼,很容易將接收電源MON輸入重新校準(zhǔn)到小于2.5V的滿量程電壓。但是,單獨(dú)這樣做并不能解決問題,因?yàn)長SB將發(fā)生變化,不再與所需的LSB匹配。解決此問題的方法是將內(nèi)部校準(zhǔn)與右移結(jié)合使用,如下一節(jié)所述。
使用DS1859內(nèi)部校準(zhǔn)和右移的優(yōu)勢
當(dāng)要監(jiān)控的信號很小時,內(nèi)部校準(zhǔn)和右移最有利,因此不會利用整個ADC范圍。通過在模數(shù)轉(zhuǎn)換之前在模擬域中放大信號,然后將其除以數(shù)字域中的相同因子,可以保留所需的LSB,并且每向右移一次,精度和準(zhǔn)確度都會提高2倍(最多4)。右移 4 次后,精度會丟失,但精度會不斷提高。這樣做的美妙之處在于,它是以犧牲以前浪費(fèi)的范圍為代價(jià)的。
使用內(nèi)部校準(zhǔn)和右移的好處可以在圖2所示的例子中得到最好的說明。圖2A是要監(jiān)控的示例信號的電壓與時間的關(guān)系圖。示例信號擺幅在0V至0.5V之間。圖2B和圖2C是MON輸入電壓與數(shù)字輸出的關(guān)系圖,分別顯示了工廠校準(zhǔn)的傳遞函數(shù)以及使用2個右移和滿量程電壓2.5V/4 = 0.625V的示例傳遞函數(shù)。0.625V的滿量程電壓意味著浪費(fèi)的代碼更少,導(dǎo)致轉(zhuǎn)換比2.5V滿量程電壓大四倍,但隨后又被4倍(兩次右移)分頻。下一節(jié)將討論確定右移位數(shù)和滿量程電壓。這里使用兩個右移位只是為了比較右移位示例與不右移位示例。所使用的設(shè)備設(shè)置以及與每個傳遞函數(shù)相關(guān)的計(jì)算顯示在每個相應(yīng)的傳遞函數(shù)下方。
圖2.沒有右移與右移比較。
圖2中的所有三個圖都在同一y軸和刻度上并排顯示,因此對于輸入信號上的特定點(diǎn)(圖2A),可以繪制一條水平線穿過該點(diǎn)和每個傳遞函數(shù),以便對數(shù)字輸出進(jìn)行粗略的近似。回到0V至0.5V的示例輸入信號,其中0.5V由所有3個圖的粗體水平線表示,通過比較圖B和C可以看出右移的好處。這只是重申,當(dāng)ADC的輸入范圍跨越的電壓范圍遠(yuǎn)大于輸入信號的范圍時,將浪費(fèi)許多步長(見圖B)。819 個中僅使用了 4096 個。B地塊中剩余的80%被浪費(fèi)了。相比之下,圖C顯示,通過在內(nèi)部校準(zhǔn)到較小的滿量程電壓并使用右移,精度提高了。現(xiàn)在,3276個數(shù)字代碼中的4096個用于對信號進(jìn)行數(shù)字化。最好的部分是,在右移后,保持所需的LSB。右移對用戶是透明的。這可以通過觀察兩個圖輸出大致相同的數(shù)字值來驗(yàn)證。
如何確定可以使用多少個右移位
應(yīng)用中可以使用的右移次數(shù)是滿量程電壓(內(nèi)部校準(zhǔn))以及用于給定輸入信號的數(shù)字代碼百分比的函數(shù)。如果輸入信號的最大電壓已知(除了滿量程電壓之外),則可以計(jì)算出預(yù)期的數(shù)字輸出。否則,在工程評估期間需要“動手”方法來確定數(shù)字輸出的范圍,從而確定理想的右移次數(shù)。下面將逐步詳細(xì)介紹“動手”方法。
1. | 將右移位設(shè)置為 0。 |
2. | 在內(nèi)部校準(zhǔn)器件以產(chǎn)生所需的LSB(這將決定初始滿量程電壓)。 |
3. | 應(yīng)用最小和最大輸入信號并讀取相應(yīng)的數(shù)字輸出以確定使用范圍。 |
4. | 確定使用的ADC范圍的百分比。如果數(shù)字讀數(shù)超過7FFFh,則不應(yīng)使用右移(零右移)。但是,如果數(shù)字讀數(shù)小于7FFFh,則至少可以使用一個右移位。如果數(shù)字讀數(shù)小于3FFFh,則可以使用兩個右移,依此類推。其余范圍請參考DS9數(shù)據(jù)資料中的表1859。 |
5. | 為了補(bǔ)償右移引起的數(shù)字值劃分,必須在模擬域中添加增益,以保持所需的LSB。這是通過使用以下公式計(jì)算新的滿量程電壓來完成的:新的滿量程電壓 = 初始滿量程電壓 / 2# 右移位.因此,如果步驟2的內(nèi)部校準(zhǔn)產(chǎn)生2.0V的滿量程電壓(以獲得所需的LSB),并且數(shù)字讀數(shù)大于1FFFh但從未超過3FFFh,則兩次右移將是理想的。本例的新滿量程電壓為2.0V/22 = 0.5V。 |
6. | 在內(nèi)部校準(zhǔn)通道(右移位仍設(shè)置為0)至新的滿量程電壓。 |
7. | 將正確的移位設(shè)置為其新值。 |
一旦評估確定了特定應(yīng)用的理想右移位數(shù)和滿量程電壓,只需步驟1、6和7即可進(jìn)行生產(chǎn)校準(zhǔn)。
DS1859內(nèi)部校準(zhǔn)和右移寄存器
DS1859器件寄存器負(fù)責(zé)每個模擬通道的內(nèi)部校準(zhǔn)和右移設(shè)置,總結(jié)于表1。顯示每個 MON 通道設(shè)置的寄存器地址以及 V抄送.V抄送為完整起見,已包含在表中,但本應(yīng)用筆記將不進(jìn)行討論。數(shù)字轉(zhuǎn)換的位置也包含在表中,以顯示其相對位置。請注意,增益、失調(diào)和右移寄存器位于存儲器表01h中(不要與本應(yīng)用筆記的表1混淆)。內(nèi)存表01h是通過將01h寫入表選擇字節(jié)7Fh來選擇的。由于數(shù)字轉(zhuǎn)換位于內(nèi)存的下部 (0-7Fh) 中,因此它們與表選擇字節(jié)無關(guān)。
表 1.DS1859內(nèi)部校準(zhǔn)和右移寄存器
V抄送 | 月1 | 月2 | 月3 | |
增益校準(zhǔn) | 92-93小時 | 94-95小時 | 96-97小時 | 98-99小時 |
偏移校準(zhǔn) | A2-A3小時 | A4-A5小時 | A6-A7小時 | A8-A9小時 |
右移 | 不適用 | 8Eh (B6-B4) | 8Eh (B2-B0) | 8Fh (B6-B4) |
讀數(shù) | 62-63小時 | 64-65小時 | 66-67小時 | 68-69小時 |
表 01h |
獲得校準(zhǔn)寄存器
增益校準(zhǔn)寄存器是一個雙字節(jié)值,通過調(diào)整輸入開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)來確定特定監(jiān)控通道的增益/衰減量。這使用戶能夠?qū)M量程電壓校準(zhǔn)到~500mV至6.5535V之間的任何所需值。
不幸的是,對Gain Cal寄存器進(jìn)行編程并不像說“我想要4的增益......所以我會在Gain Cal寄存器中寫入4”那么簡單。此外,由于開關(guān)電容器網(wǎng)絡(luò)中電容器的設(shè)備(以及批次之間)的變化,確實(shí)有必要校準(zhǔn)設(shè)置。校準(zhǔn)和確定需要寫入增益校準(zhǔn)寄存器的值的步驟在DS1859數(shù)據(jù)資料的“內(nèi)部校準(zhǔn)”一節(jié)中提供。本應(yīng)用筆記的“如何內(nèi)部校準(zhǔn)”部分提供了更多信息。
校準(zhǔn)DS1859時需要注意的是,了解失調(diào)和右移位寄存器的值非常重要。否則,如果它們不為零且未進(jìn)行補(bǔ)償,則設(shè)備將無法按預(yù)期進(jìn)行校準(zhǔn)。
偏移校準(zhǔn)寄存器
失調(diào)校準(zhǔn)寄存器是一個雙字節(jié)值,用于確定應(yīng)用于每個受監(jiān)控輸入的數(shù)字偏移量。回想一下,DS1859的失調(diào)是轉(zhuǎn)換值的簡單數(shù)字加法或減法。因此,一旦增益被調(diào)整到所需值(并且在使能右移之前),就可以對失調(diào)進(jìn)行編程,以消除任何失調(diào)或移動范圍。不幸的是,與增益校準(zhǔn)寄存器類似,確定編程值并不像說“我想要100mV的失調(diào)...所以我會在登記冊中寫下 100 個。
數(shù)據(jù)資料的DS1859“內(nèi)部校準(zhǔn)”部分所示的內(nèi)部校準(zhǔn)偽代碼顯示了如何確定失調(diào)“歸零”所需的失調(diào)校準(zhǔn)值,而本節(jié)提供了更多信息以及正負(fù)失調(diào)的示例。
偏移校準(zhǔn)的計(jì)算方法是首先確定應(yīng)向轉(zhuǎn)換中添加或減去多少計(jì)數(shù)。通常完成此操作的一種方法是應(yīng)用零輸入(例如激光關(guān)閉),然后讀取轉(zhuǎn)換。這將是您從所有轉(zhuǎn)化中減去的值。
需要寫入失調(diào)校準(zhǔn)寄存器的值是通過在DS1859數(shù)據(jù)資料中給出的公式中插入所需計(jì)數(shù)來計(jì)算的,下面重復(fù)。
偏移校準(zhǔn)寄存器 = [4000h - (計(jì)數(shù)/2)] XOR 4000h
示例 1:如果對 MON 輸入施加 0V 并看到計(jì)數(shù)為 200 (C8h),則可以使用偏移寄存器從 A/D 轉(zhuǎn)換中減去 200 (C8h) 以將其歸零。使用公式確定要寫入寄存器的內(nèi)容:
偏移校準(zhǔn)寄存器 = [4000h - (C8h/2)] XOR 4000h = 7F9Ch
請記住,在這種情況下,正在執(zhí)行減法,因此滿量程計(jì)數(shù) (FFF8h) 也將減少 C8h,從而得出新的滿量程計(jì)數(shù) FF30h。
示例 2:現(xiàn)在讓我們假設(shè)出于某種原因,您想在讀數(shù)中添加 200 個計(jì)數(shù)。在這種情況下,2 個負(fù)數(shù)(公式中的負(fù)數(shù)和 -C8h 取消)使第二項(xiàng)為正,產(chǎn)生:
偏移校準(zhǔn)寄存器 = [4000h + (C8h/2)] XOR 4000h = 0064h
要計(jì)算新的滿量程計(jì)數(shù),您需要(嘗試)將 C8h 添加到 FFF8h。然而,F(xiàn)FF8h是最大可能的讀數(shù),因此滿量程計(jì)數(shù)將保持FFF8h。
例3:計(jì)算零偏移的偏移校準(zhǔn)值。
偏移校準(zhǔn)寄存器 = [4000h - (0/2)] XOR 4000h = 0000h
這也恰好是偏移校準(zhǔn)寄存器的出廠默認(rèn)設(shè)置。
右移寄存器
右移寄存器(表01h,字節(jié)8Eh-8Fh)比增益和失調(diào)寄存器更容易理解。由于 MON1-MON3 能夠執(zhí)行多達(dá) 7 次右移,因此每個 MON 輸入需要 1 位。MON2 和 MON01 的設(shè)置位于表 8h,字節(jié) 3Eh 中,而 MON01 的設(shè)置位于表 8h,00Fh 中。有關(guān)位的位置,請參閱數(shù)據(jù)表中的存儲器映射。這些EEPROM寄存器的出廠默認(rèn)值為<>h,禁用右移。
為了進(jìn)一步說明右移的結(jié)果,圖3顯示了生成的MON值的幾個示例。
圖3.周一寄存器右移示例。
如何進(jìn)行內(nèi)部校準(zhǔn)
雖然有幾種方法可以進(jìn)行內(nèi)部校準(zhǔn),但本應(yīng)用筆記討論了DS1859數(shù)據(jù)資料中所示的二進(jìn)制搜索方法(使用偽代碼)。偽碼算法的輸出是增益和失調(diào)寄存器值,產(chǎn)生所需的傳遞函數(shù),即所需的LSB。
為了使用偽代碼算法,必須能夠?qū)⒓す庠O(shè)置為兩種不同的強(qiáng)度,例如最小和最大強(qiáng)度的90%,并且還能夠進(jìn)行多次迭代。對于非光學(xué)應(yīng)用,必須根據(jù)命令對MON輸入施加兩種不同的電壓。數(shù)據(jù)手冊中提供的算法使用最大值的90%,因此上限不太可能箝位。但是,當(dāng)應(yīng)用所需滿量程的百分比時,計(jì)算數(shù)字值的相應(yīng)百分比也很重要。
該算法首先將偏移和右移寄存器設(shè)置為已知狀態(tài),即零偏移和零右移。盡管此示例將兩個寄存器都設(shè)置為零,但只要補(bǔ)償了其他值,就可以使用其他值。例如,當(dāng)從編程偏移開始時,F(xiàn)FF8h可能不再是箝位的滿量程數(shù)字值(參見失調(diào)校準(zhǔn)寄存器部分)。除了初始化寄存器外,該算法還首先計(jì)算一些重要常數(shù),這些常數(shù)是所需LSB的函數(shù)。
增益值的二叉搜索首先將增益校準(zhǔn)寄存器設(shè)置為半量程8000h。然后,通過將90%最大輸入施加到正在校準(zhǔn)的MON通道,然后讀取相應(yīng)的數(shù)字轉(zhuǎn)換來測試增益值。此值稱為 Meas2。檢查 Meas2 以查看它是否被鉗位,F(xiàn)FF8h(因?yàn)槠坪陀乙茷榱悖H绻x數(shù)被鉗位,則無法斷定轉(zhuǎn)換實(shí)際上是FFF8h還是更大(也是FFF8h)。無論哪種方式,增益設(shè)置都太高。在二分搜索方式中,增益值減半,重復(fù)該過程,直到找到非鉗位增益值。
一旦找到非鉗位Meas2,算法就會通過強(qiáng)制零輸入并讀取其數(shù)字轉(zhuǎn)換來繼續(xù)。此轉(zhuǎn)換變?yōu)?Meas1。最后,計(jì)算Meas2和Meas1之間的增量,并使用算法開始時計(jì)算的常數(shù)與所需的增量(CNT2-CNT1)進(jìn)行比較。如果Meas2-Meas1小于CNT2-CNT1,則增益再次減半。否則,如果Meas2-Meas1大于CNT2-CNT1,則通過將增益減少一半并將其添加到電流增益中來增加增益。該過程將重復(fù),直到總共執(zhí)行 16 次迭代。得到的結(jié)果是一個16位值,產(chǎn)生所需的增益(和所需的LSB)。
可視化增益校準(zhǔn)過程的另一種方法如下。從 15 位增益校準(zhǔn)寄存器的 MSB (b16) 開始,將該位設(shè)置為 1(所有其他位最初設(shè)置為 0)。當(dāng)MSB = 1時,執(zhí)行施加模擬輸入和讀取數(shù)字輸出的過程。如果讀數(shù)被箝位,則增益過高,MSB寫回0。否則,MSB 仍為 1。MSB現(xiàn)已為人所知。現(xiàn)在進(jìn)入下一點(diǎn),b14。將 b14 設(shè)置為 1(將 b15 設(shè)置為已確定的內(nèi)容)。向下到 b13 的位 0 仍然是 0。再次完成該過程以確定增益是否仍然過高。如果是這樣,則 b14 變?yōu)?0。否則,它將變?yōu)?1。然后,該過程逐位繼續(xù),直到確定所有 16 位。結(jié)果再次是一個16位值,產(chǎn)生所需的增益。
一旦達(dá)到所需的增益,就可以校準(zhǔn)新的失調(diào),或者將其保持在0(無偏移)。校準(zhǔn)方法取決于如何使用偏移特征。數(shù)據(jù)手冊中算法附帶的說明假設(shè)用戶希望應(yīng)用負(fù)偏移來使數(shù)字讀數(shù)為零,以便零模擬輸入將產(chǎn)生所有零輸出。只需應(yīng)用零模擬輸入并讀取轉(zhuǎn)換即可完成此操作。如果零輸入(例如激光關(guān)閉)產(chǎn)生20h的數(shù)字輸出,則可以對偏移進(jìn)行編程,以便從每次轉(zhuǎn)換中以數(shù)字方式減去20h。在本例中,將20h代入失調(diào)公式,然后將結(jié)果編程到所需MON通道的失調(diào)校準(zhǔn)寄存器中。
內(nèi)部校準(zhǔn)和右移示例
為了演示本應(yīng)用筆記中介紹的概念,提供了以下示例。
在此示例中,MON3 用于監(jiān)視 Rpower。當(dāng)施加-40dBm的最小輸入時,DS10的MON3引腳得到1859mV的電壓。該輸入所需的數(shù)字輸出為0000h。當(dāng)施加0dBm輸入時,MON300提供3mV。在這種情況下,所需的數(shù)字輸出為2710h,選擇該輸出是為了滿足SFF-8472規(guī)定的LSB(Rpower的LSB為0.1μW)。
在本例中,確定理想的右移次數(shù)相對簡單,因?yàn)橐呀?jīng)給出了所需數(shù)字輸出的范圍(0000h-2710h)。使用DS9數(shù)據(jù)資料表1859,理想的右移位數(shù)為2。現(xiàn)在考慮到 2 個右移,為了使 2710h 成為兩次右移后的最終輸出,我們可以得出結(jié)論,300mV 的輸入必須在右移之前導(dǎo)致 9C40h 的轉(zhuǎn)換。因此,對于9mV的輸入,內(nèi)部校準(zhǔn)將用于“增益”轉(zhuǎn)換至40C300h。一旦失調(diào)的內(nèi)部校準(zhǔn)和編程完成,將啟用兩個右移。表 2 總結(jié)了我們的示例。
表 2.內(nèi)部校準(zhǔn)和右移示例
客戶信號功率 (dBm) | 電壓適用于 MON3 引腳 (mV) | 校準(zhǔn)期間的數(shù)字輸出(0 右移)(十六進(jìn)制) | 最終數(shù)字輸出(2 個右移)(十六進(jìn)制) |
-40 | 10 | 0000 | 0000 |
50 | 0563 | ||
100 | 0C1F | ||
150 | 12分貝 | ||
200 | 1997 | ||
250 | 2051 | ||
0 | 300 | 9C40 | 2710 |
一旦確定了輸入和輸出之間的關(guān)系(如表2所示),數(shù)據(jù)手冊中提供的內(nèi)部校準(zhǔn)程序?qū)⒂糜趯ζ骷M(jìn)行內(nèi)部校準(zhǔn)。例程首先執(zhí)行一些初步計(jì)算,如下所示。請注意,此處不使用數(shù)據(jù)手冊例程中顯示的90%,因?yàn)榈诙€校準(zhǔn)點(diǎn)(300mV = 9C40h)已經(jīng)小于滿量程值的90%。因此,本例中使用的內(nèi)部校準(zhǔn)例程刪除了對90%的所有引用。
給定表 2,進(jìn)行以下計(jì)算。
LSB = (0.300V - 0.010V)/(9C40h - 0000h) = 0.290V/40,000 = 7.25μV
滿量程電壓 = FS = LSB × 65535 = 7.25μV × 65535 = 0.475128V
CNT1 = 0.010/LSB = 1379.3 => 1379(十進(jìn)制)
CNT2 = 0.300/LSB = 41379.31 => 41379(十進(jìn)制)
CNT1 和 CNT2 是應(yīng)用兩個校準(zhǔn)點(diǎn)時的預(yù)期(所需)數(shù)字輸出。內(nèi)部校準(zhǔn)例程將迭代以搜索盡可能接近由這兩個值確定的斜率的斜率。
例程的迭代部分經(jīng)歷了 16 個周期,以二叉搜索方式對斜率進(jìn)行編程,然后檢查它是否等效于所需的斜率。在本例中,DS1859采用內(nèi)部校準(zhǔn)程序進(jìn)行校準(zhǔn),所有16次迭代的輸入和輸出如表3所示。
表 3 的第一列“迭代”等效于例程中的 n。列g(shù)ain_result是每次迭代編程到增益校準(zhǔn)寄存器(器件表01h,字節(jié)98-99h)中的值。Meas2和Meas1列是從器件讀取的數(shù)字值,分別施加300mV和10mV輸入。最后,對于Meas2沒有鉗位的迭代,將Meas2-Meas1與CNT2-CNT1進(jìn)行比較。如果 Meas2-Meas1 大于 CNT2-CNT1,則gain_result太大。對應(yīng)于該迭代的增益校準(zhǔn)位變?yōu)榱悖@反過來又決定了連續(xù)迭代的gain_result。完成所有 16 次迭代后,增益校準(zhǔn)值就已知了。本例中使用的器件的增益校準(zhǔn)值為 5038h。
表 3.實(shí)際內(nèi)部校準(zhǔn)值
迭 代 | gain_result | 測量2 | 測量1 | 測量2 | 測量1 | 測量2-測量1 | 碳化鈉2-碳化碳化合物1 | 位結(jié)果 | 增益校準(zhǔn) |
(12月) | (十六進(jìn)制) | (十六進(jìn)制) | (12月) | (12月) | (12月) | (垃圾桶) | (十六進(jìn)制) | ||
15 | 8000 | FD58 | 870 | 64856 | 2160 | 62696 | 40000 | 0 | 5 |
14 | 4000 | 82a0 | 450 | 33440 | 1104 | 32336 | 40000 | 1 | |
13 | 6000 | 貨號: C010系列 | 658 | 49168 | 1624 | 47544 | 40000 | 0 | |
12 | 5000 | A138 | 558 | 41272 | 1368 | 39904 | 40000 | 1 | |
11 | 5800 | B0B8 | 500 | 45240 | 1280 | 43960 | 40000 | 0 | 0 |
10 | 5400 | A938 | 5a0 | 43320 | 1440 | 41880 | 40000 | 0 | |
9 | 5200 | A530 | 578 | 42288 | 1400 | 40888 | 40000 | 0 | |
8 | 5100 | A328 | 568 | 41768 | 1384 | 40384 | 40000 | 0 | |
7 | 5080 | A238 | 568 | 41528 | 1384 | 40144 | 40000 | 0 | 3 |
6 | 5040 | A1A8 | 560 | 41384 | 1376 | 40008 | 40000 | 0 | |
5 | 5020 | A170 | 558 | 41328 | 1368 | 39960 | 40000 | 1 | |
4 | 5030 | A190 | 558 | 41360 | 1368 | 39992 | 40000 | 1 | |
3 | 5038 | A198 | 558 | 41368 | 1368 | 40000 | 40000 | 1 | 8 |
2 | 503C | A1A0 | 558 | 41376 | 1368 | 40008 | 40000 | 0 | |
1 | 503A | A1A0 | 558 | 41376 | 1368 | 40008 | 40000 | 0 | |
0 | 5039 | A1A0 | 558 | 41376 | 1368 | 40008 | 40000 | 0 |
將器件編程為其新的增益校準(zhǔn)值時,偏移校準(zhǔn)值通過強(qiáng)制10mV(我們想要讀取0000h的電壓)并讀取數(shù)字結(jié)果來確定。本例中使用的器件輸出值為0558h,施加10mV。使用偏移公式,偏移校準(zhǔn)計(jì)算如下。
MON3 偏移校準(zhǔn) = [4000h - 0558h/2] 異或 4000h = 7D54h
最后,新的鉗位值可以計(jì)算如下:
新鉗位值(右移前)= FFF8h - 0558h = FAA0h
內(nèi)部校準(zhǔn)完成后,通過將 2 小時寫入表 20h(位置 01Fh)來啟用 8 個右移位。
結(jié)論
DS1859的內(nèi)部校準(zhǔn)和右移功能提供了最大的靈活性,使DS1859適合各種應(yīng)用。本應(yīng)用筆記提供了DS1859數(shù)據(jù)資料中沒有的額外信息,例如為什么內(nèi)部校準(zhǔn)和右移是有益的,以及如何實(shí)現(xiàn)它們。本文還提供了一個“動手”示例,將概念聯(lián)系在一起,并提供在內(nèi)部校準(zhǔn)過程中從DS1859讀取的實(shí)際數(shù)據(jù)。
審核編輯:郭婷
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