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1、一种提高DSP的ADC精度的方法 摘要:数字信号处理器TMS320F2812的片上ADC模块的转化结果往往存在较大误差,最大误差甚至会高达9%,如果这样直接在实际工程中应用ADC,必然造成控制精度降低。对此提出了一种改进的校正方法,即用最小二乘和一元线性回归的思想,精确拟合出ADC的输入/输出特性曲线,并以此作为校正的基准在DSP上进行了验证,实验表明,此方法可以将误差提高到1%以内,适合于对控制要求较高的场合。关键词:ADC;控制精度;最小二乘;线性回归 MethodofImprovingtheADCPrecisionofDSP HEPi
2、ng,S320F2812usuallycontaingreaterrors,themaximumerrorcanreachat9%.ThecontrolprecisionmustbedeclinedprovedmethodethodisverifiedonDSP.Theexperimentalresultsprovethattheerrorisreducedtobeloethodissuitableforapplicationofhighaccuracy. Key. 3实验方案与结果分析 3.1实验方案 实验利用F2812开发板和DSP调试软件CC
3、S2.0完成。用稳定信号源产生6个标准电压,分别为0.2V,0.5V,1.0V,1.5V,2.0V,2.5V,输入通道选为A0,A1,A2,B0,B1,B2。ADCL0引脚接电路板的模拟地,与模拟输入引脚相连的信号线应该避开数字信号线,以减少数字信号对模拟信号的干扰。输入电路如图2所示。 3.2校正算法 设ADC模块的输入/输出曲线为y=a+bx,输入电压值为xi,对应的转化输出值为yi。由最小二乘估计算法可得方程: 6a+(∑6i=1xi)b=∑6i=1yi (∑6i=1xi)a+(∑6i=1x2i)b=∑6i=1xiyi 解此方
4、程组即可得到a,b的估计值: =6∑6i=1xiyi-(∑6i=1xi)(∑6i=1yi)6∑6i=1x2i-(∑6i=1xi)2=∑6i=1(xi-)(yi-)∑6i=1(xi-)2 =16∑6i=1yi-6∑6i=1xi=- 式中:=16∑6i=1xi;=∑6i=1yi,这样便得到了最佳的拟合曲线(回归方程):=+x,于是可以用此方程进行转化值校正。图2AD模块校正电路图 3.3实验数据处理 将实验获得的6组数据利用上述最小二乘法和线性回归方法进行处理,得到a,b的最小二乘估计值分别为:=0.003612,=1.039091,于是回归方
5、程为:y=0.003612+1.039091x。以回归方程为标准,由x=(y-0.003612)/1.039091可以计算出校正后的转化值,并与未转化的值进行比较,结果如表1所示。 表1校正前后的转化值与误差值比较 直流标准电压/V未校正的转化值/V未校正误差/%校正后的转化值/V校正后误差/% 0.20.21131465.60.19988880.06 0.50.52254344.50.4994090.12 1.01.04832214.81.0054060.54 1.51.5525613.51.4906770.62 2.02.087
6、3064.42.0053050.26 2.52.6006284.02.4993150.03 在Excel中,绘制出未校正输入/输出分布点,和回归曲线,如图3所示。 图3回归曲线示意图 3.4结果分析 由表1和图3可以看出,如果不采取校正措施,则F2812的ADC模块会存在5%左右的相对误差;而采用提出的校正方法,可以将误差下降到1%以下。这就大大提高了A/D转化的精度,对于对控制要求精度很高的场合,牺牲ADC模块的6个通道,得到比较高的转化精度,还是非常必要而且值得的。 4结语 在此提出一种采用最小二乘法和线性回归校正DSP的ADC模块的方法
7、,实验证明此方法可以大大提高转化精度,有效弥补了DSP中AD转化精度不高的缺陷。此方法硬件电路简单,成本代价较低,具有很高的推广和利用价值。