1326_ADC模块以及功能参数初步

全部学习汇总： GreyZhang/g_hardware_basic: You should learn some hardware design knowledge in case hardware engineer would ask you to prove your software is right when their hardware design is wrong! (github.com)

最近接触到了几个ADC的诊断概念，有点摸不清头脑，因此补一下这方面的基础知识。之前关于ADC的认识基本上是停留在字面的意思上，而对于这个的实质性的经验则是仅限于这个是MCU的一个模块，用来做AD转换。如果在设置细腻的工程实践中，这部分简单的概念性的知识看起来还是不够。

这里，首先需要明确一个概念：分辨率并不等同于精度，分辨率识别的位中可能有几位是有误差的。

ADC精度有多方面需要考虑，比如整体的非线性INL、偏移量以及增益错误、参考电压的准确性、温度影响以及AC性能等。

这里的2个例子其实很有参考价值，从两个方面说明了分辨率并不等同于精度。一种是4LSBs误差的12bit分辨率其实是等同于10bit的精度，另一个是0.5LSBs 12bit分辨率的误差其实近似13bit的精度的。

DC性能参数中很重要的一个参数是DNL：动态非线性错误。

一般来说，量产产线的测试的要求都会超过Data-Sheet的参数要求，因此从数据手册上看到的这个参数是可以信赖的。

DNL在一定程度上表征的是在转换区间范围内扫描转换点的丢失情况，如果有偏移误差可能并不意味这会有转码数据的丢失，上面介绍的就是一个例子。

不管是整体的非线性错误还是动态非线性错误，都不容易进行标定修正。

偏移量以及增益的错误，在MCU或者DSP层面都是很容易进行标定修正的。进行这两个测试，首先给一个0V的输入，得到的数值就是一个偏移量的参数。之后，测试一个满量程点，处理一下增益系数的问题。

这个gain error，我一直翻译为增益错误，本身的定义有一些奇怪。这么看，其实不该叫做增益错误，这个并不是一个系数的概念，而是总体表征数据区间变化的一个概念。但是，如果刨除了偏移量，看上去也就是一个系数因素。只不过，这个错误的参数定义定义的是系数对于全量程导致的影响最大数值而不是一个存粹的系数。

判断gain error的时候，很重要的一点是要看看这个错误测试的一个前提条件，比如采用的是内部还是外部的参考电压？如果要纠正这样的问题，有两种方式：1，采用一个更好更精准的参考电压；2，采用一个ADC转换表查表修正。

偏移量的错误会导致一部分采样范围的丢失。相比之下，gain其实没有让分辨率范围内的信息丢失了，它改变的其实还是一个被测量电压的侦测范围。处理偏移量以及gain error最简单的方式是找一个分辨率足够的元器件以提供标定的空间可能。

我看到的设计中，参考电压一般都是外部给的。但是这里却说，一般参考电压都是片上自带的，可能这里所说的是专门的ADC芯片。如果是这类的设计，最好关注一下手册中的：温漂、电压的噪音以及负载变化调整影响。

至于什么事负载的影响呢？这里给出了一个说明。一般来说，用来作为参考电压的电源可能也会用来给其他的部件提供供电，因此在负载变化的时候可能会影响到参考电压的变化。这就是负载对ADC的影响。但是，这里倒是有一点让我觉得好奇了，如果是专门的ADC器件，自带参考电压，会不会这样的问题就可以忽略不去看了？！

温度类影响的校正可能是一个冗长复杂的过程，因为每一个ADC都得单独进行校正补偿，而这个过程是十分消耗时间的。

每次看到这样的信息都让我觉得不好理解，数学概念还是需要加强一下。这里出现了一个熟悉又陌生的词语RMS，意思其实是均方根。看起来，后面我的学习知识库还得再增加一个数学概念的分类了。