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测控技术与仪器 论文
基于TLC4502和MAX111的数据采集系统自校准技术
摘要：介绍了数据采集系统中的自校准技术，并以TLC4502和MAX111为例介绍了自校准功
能模块中运算放大器和A/D转换器的工作原理及使用方法，最后给出了相应的应用实例。
关键词：自校准技术；A/D转换；TLC4502；MAX111
１ 引言
零点温度漂移和时间漂移往往会对微弱信号的放大及Ａ／Ｄ转换过程产生重要影响，
从而引起数据采集精度的降低。因此，为了提高精度，多采用高精度的基准源、匹配电
阻以及低漂移运算放大器，但这样同时也会使产品成本升高，且线路复杂，功耗高。本
文讨论的自校准技术能很好地解决时漂和温漂问题，并进一步提高Ａ／Ｄ转换的精度，
而且硬件简单，因此适用范围很广。
２ 数据采集系统的一般组成
数据采集系统一般由模拟信号输入、信号放大器、Ａ／Ｄ转换器以及ＭＣＵ组成，如
图１所示。该系统的自校准精度主要取决于信号放大器和Ａ／Ｄ转换器。
２．１ 校准信号放大器
信号放大器的放大倍数准确与否以及时漂、温漂等问题都会严重影响数据采集的精度
，因而对信号放大器进行校准是十分必要的。现在已经有一些带自校准功能的信号放大
器。选用这些器件无疑会大大简化系统设计。下面以美国ＴＩ公司的自校准信号放大器
ＴＬＣ４５０２为例进行说明。ＴＬＣ４５０２内有两个自校准运放通道，其通道的原
理图如图２所示。
通电后，上电复位电路开始工作，通过控制逻辑电路启动自校准过程。首先激活ＲＣ
振荡器以提供逐次逼近算法的时钟信号,同时断开Ｋ１、Ｋ４，并接通Ｋ２、Ｋ３。此时
,运算放大器输入端短路,输出为失调电压,该电压经Ｋ３到片内并通过Ａ／Ｄ转换器转换
后,存入寄存器ＳＡＲ内,然后再通过片内Ｄ／Ａ转换器转换后送到运算放大器内进行失
调对消。经过若干个时钟周期后,失调电压逐次逼近零点,此时控
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