一、 一般集成电路结构如下:
二、 典型的计算步骤如下:
- 主要误差来源:采样电阻R-shunt,集成增益运放,ADC误差。
- 采样电阻误差
误差项包括常温下电阻的精度X1%,电阻的温漂值X2%
误差百分比为:
通常温漂都是以ppm/℃摄氏度为单位,假设电阻的温漂是10ppm/℃,最恶劣的情况下和室温的温度差为100℃,则X2=10/10000*100=0.1,即该温差下温漂对精度的影响是0.1%
输出误差值:
Vrs为采样电阻采的电压值,g为运放的增益。
2. 集成增益运放误差:
误差项包括输入误差和输出误差。
输入误差分别有失调电压误差Error_Vos,CMRR误差,PSRR误差,Ibias误差。
输出误差分别有增益误差Error_gain,非线性度误差。
通常计算误差的时候主要考虑失调电压误差,增益误差和非线性度误差。
1). 失调电压误差Error_Vos
误差项包括常温下误差X1,温漂引起的误差X2/℃
输入失调误差值为:
输入失调电压误差百分比(假设∆T=100摄氏度 ):
Vrs为采样电阻采的电压值。
输出失调电压值为:
2.). 增益误差
增益误差包括常温增益误差X1%,温漂带来的增益误差X2%
误差百分比为:
通常温漂都是以ppm/℃摄氏度为单位,假设增益的温漂是30ppm/℃,最恶劣的情况下和室温的温度差为100℃,则X2=30/10000*100=0.3,即该温差下温漂对精度的影响是0.3%
输出误差值:
3). 非线性度误差
非线性度误差包括常温非线性度误差X1%,温漂带来的线性度误差X2%。因温漂的线性度误差很小,很多手册不会给出。
误差百分比为:
输出误差值:
增益运放的输出误差值:
增益运放的输出误差百分百:
3. ADC的误差项:
ADC的误差项主要有偏移误差Vos,增益误差和积分非线性。 因很多ADC会集成内部的参考电压, 通常参考电压的误差也是ADC误差的一个重要来源。
ADC的偏移误差,增益误差和积分非线性,其计算和集成增益运放的计算是一样的。通常手册都会给出常温下的偏差和对应的温漂造成的误差。 需要注意的是一方面要考虑集成参考电压的情况下,参考电压的误差,另一方面是AC值的一些误差带来的影响,包括SNR,THD等。
对ADC,通常会用LSB作为单位, 其中1 LSB = VREF/2N ,其中N是ADC的位数。
有些ADC采用VADD供电电压作为参考电压,考虑其精度的时候,就需要考虑供电电压的精度。
- 总误差计算:
最后,通常情况下常温的误差可以校准,温漂的误差是无法校准的。