要進行 PGA309 校準,可以向傳感器模塊施加零、中間和滿量程信號,并測量 PGA309 的輸出響應。此校準是在溫度范圍內完成的,并會為所施加的每個溫度確定不同的增益 DAC 和零 DAC 值。使用溫度范圍內的增益 DAC 和零 DAC 值可推導出一個查找表。可以修改使用的實際校準算法以適應不同的要求。下面是一種可能的校準算法。
下面顯示了 PGA309 傳遞函數。以下公式代表 PGA309 中的所有增益和失調電壓控制模塊。該公式重新排列后可以求解整個校準過程中的各種增益和失調電壓設置。
方程式 17.
表 5-1 公式中的各個項
| 術語 |
定義 |
| mux_sign |
該項改變輸入信號的極性。請參見表 6-9 |
| VIN |
輸入信號 |
| VCOARSE_OFFSET |
粗略失調電壓 DAC 輸出電壓。請參見表 6-10 |
| GI |
輸入級增益。請參見表 6-8 |
| VZERO_DAC |
零 DAC 輸出電壓。請參見表 6-4 |
| GD |
增益 DAC。請參見表 6-5 |
| GO |
輸出級增益。請參見表 6-7 |
方程式 18.
方程式 19.
方程式 20.
方程式 21.
校準算法
- 施加最小激勵(例如,壓力)。將 PGA309 增益調整到盡可能低的水平,并設置零 DAC 以將輸出驅動至量程中點 (1/2Vs)。
方程式 22.
方程式 23.
根據測得的 Vout 反向計算 Vin。
方程式 24.
- 根據 if-then 關系調整增益,并重新執行步驟 1。這樣會為 Vin 提供更準確的值。
If (Vin > 0.131)
GI=4;
Else if ((Vin>0.035) && (Vin<=0.131))
GI=8;
Else if ((Vin>0.023) && (Vin<=0.035))
GI=16;
Else if ((Vin>0.015) && (Vin<=0.023))
GI=32;
否則
GI=64;
- 施加最大激勵并執行與步驟 1 和 2 相同的過程。這樣將得到 Vin_max。現在根據 Vout_max 和 Vout_min 計算出了 Vin_min 和 Vin_max 值。使用此信息計算總增益。
方程式 25.
- 在 GI × GO × 0.667 的所有組合中搜索找出最接近總增益的值。這樣可以獲得增益 DAC 的最大調整范圍。
- 求解 GD 值以獲得精確的 Total_Gain。
方程式 26.
- 將零 DAC 設置為其滿量程值的 ? (0.5×Vref)。這樣可以獲得粗略失調電壓的最大調整范圍。
方程式 27.
- 查找所需的粗略失調電壓以便能夠在滿量程激勵下將輸出設置為目標輸出。例如,如果施加最小壓力時輸出應為 4.5V,則選擇粗略失調電壓以使輸出盡可能接近 4.5V 的目標值。請注意,粗略失調電壓調整分辨率階躍很大,因此輸出不會精確達到目標值。必須調整零 DAC 以提高最小輸出的精度。
方程式 28.
- 調整粗略失調電壓后,測量輸出。使用新的輸出電壓來調整零 DAC 以獲得準確的零輸出和滿量程輸出。
方程式 29.
- 現在,增益和失調電壓校正將給出最大和最小激勵下的 Vout_max 和 Vout_min 近似值。此時的激勵仍處于最大值,因此輸出接近滿量程目標。然而,這并不是最高的精度。要進一步提高精度,請對零 DAC 和增益 DAC 進行線性校正。重新測量輸出并計算輸入。然后,計算零 DAC 的新值。
方程式 30.
- 施加最小激勵,并測量輸出。使用此值來計算 Vin_min。使用步驟 9 和 10 中的 Vin_min 和 Vin_max 值來計算新的增益 DAC 和零 DAC。
方程式 31.
方程式 32.
方程式 33.
方程式 34.
- 施加最小激勵,并測量輸出信號。確認步驟 10 中的調整符合您的精度要求。從技術上講,調整已在步驟 10 中完成,因此本步驟僅用于確認器件和編程功能是否符合預期。
- 針對所有校準溫度重復該過程的步驟 7 至 10。因此,在所有溫度范圍內,唯一變化的變量是增益 DAC 和零 DAC。所有其他增益和失調電壓模塊保持不變。在整個溫度范圍內使用增益 DAC 和失調電壓 DAC 來生成查找表。查找表的最大長度為 17 點。在許多情況下,溫度校準僅在三個溫度下進行。對于在三個溫度下進行的校準,可以使用多項式插值方法來估算查找表中其他溫度下的增益 DAC 和零 DAC。PGA309 會在查找表中的點之間套用線性增益和失調電壓調整與溫度間的關系,所以使用插值方法來填充查找表中的全部 17 個點通常可以提高精度。