C2000係列芯片的內置比較器主要可以分為如下兩類：

 

 

不管是以上哪種類型的比較器，其輸入正端都是直接連到ADC采樣口（這個口用來采樣需要監控的信息比如電壓或電流）
，輸入負端則可以選擇連到內部的DAC輸出或者另一個ADC采樣口。本文將以比較器負端連到內部DAC輸出為例（這也是最常見的一種用法），介紹內部比較器可能的誤差來源及其矯正方法。

 

誤差來源：

 

1. static offset error，靜態失調誤差。

2. 比較器滯環

3. ADC基準和比較器內部DAC基準差異。

 

一
、static offset error靜態失調誤差

 

現在假設我們希望的比較閾值為1.5V，當比較器正端輸入電壓大於1.5V時，比較器輸出為1（高電平）；輸入電壓小於1.5V時
，比較器輸出0（低電平）。如果內部DAC的基準為3V，那麼我們需要把DACVAL設定為2048使得DAC輸出1.5V。在上麵描述的這種情況下有兩個地方會引入誤差
，一個是內部DAC的誤差（offset error），另一個是比較器的誤差（input referred offset error），這兩個誤差總稱為static offset error，靜態失調誤差。

 

對於F28004x， F2807x，F2837x係列芯片
，其規格書上都有static offset error這個參數，為±25mV。也就是說，雖然理論上DACVAL=2048可以得到1.5V的閾值，但是因為static offset error，比較器發生翻轉時負端的電壓可能在1.475V到1.525V之(zhi)間(jian)，而(er)這(zhe)個(ge)值(zhi)是(shi)多(duo)少(shao)你(ni)並(bing)不(bu)知(zhi)道(dao)，所(suo)以(yi)就(jiu)需(xu)要(yao)校(xiao)準(zhun)。校(xiao)準(zhun)方(fang)法(fa)就(jiu)是(shi)
，在(zai)比(bi)較(jiao)器(qi)正(zheng)端(duan)接(jie)上(shang)一(yi)個(ge)你(ni)需(xu)要(yao)的(de)閾(yu)值(zhi)電(dian)平(ping)，在(zai)關(guan)掉(diao)內(nei)部(bu)比(bi)較(jiao)器(qi)滯(zhi)環(huan)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)，讓(rang)比(bi)較(jiao)器(qi)的(de)DACVAL從0逐漸增大到4095，再逐漸減小到0
，這樣比較器輸出會有兩次翻轉，將這兩次翻轉時的DACVAL的值作平均

，就是校正後的閾值電壓對應的DACVAL的值。

 

如果不用內部的DAC生成比較閾值

，比較器的正端和負端都接外部信號的話，那麼就隻需要考慮比較器的誤差了。

 

二
、比較器滯環

 

C2000比較器的滯環是可以設定的，COMPHYSCTL的COMPHYS位可以設定滯環的環寬，當環寬設定為0時也就意味著沒有滯環。注意在規格書中
，滯環的單位是LSB，所以它和CMPSS模塊內部的DAC的參考有關。如果內部DAC的參考電壓是3V，1LSB對應3V/4096=0.7mV。以F28004x，F2807x
， F2837x為例，其滯環可以在12LSB, 24LSB, 36LSB, 48LSB中選擇。

 

需要指出的是，加入滯環後，比較器從0翻轉到1的閾值依然是之前校準過的值，而不會變成（校準過的值+1/2*滯環寬度），而從1翻轉回0的閾值則會變成（校準過的值-滯環寬度），如下圖所示：

 

 

三
、ADC基準和比較器內部DAC基準的差異

 

在實際係統中，除了用比較器做硬件保護
，通過AD采樣來做軟件保護也很常見。對於同一個電壓或者電流信號
，在考慮了前述靜態失調誤差和滯環後，有時候我們會發現ADC采樣得到的值根本沒到比較器DAC輸出的閾值，但是比較器依然翻轉了，這其中甚至會差到200個LSB。這是因為芯片ADC的基準電壓和比較器內部DAC的基準電壓不同導致的。

 

以F28004x
，F2807x
， F2837x為例，比較器內部DAC的基準默認來自於VDDA，可以配置成VDAC，而ADC的基準來自於VREFHI，VDDA默認供電是3V
，而我們常用的內部ADC基準VREFHI是3.3V，這樣，如果我們的比較器DACVAL設定為2048，那麼比較器會在1.5V翻轉
，而此時ADC采樣的值隻有1.5V/3.3V*4096=1862。這就是因為ADC基準和比較器內部DAC基ji準zhun的de不bu同tong帶dai來lai的de差cha異yi，對dui於yu既ji需xu要yao做zuo硬ying件jian保bao護hu，又you需xu要yao做zuo軟ruan件jian保bao護hu的de信xin號hao，這zhe一yi點dian需xu要yao特te別bie注zhu意yi。最zui簡jian便bian的de解jie決jue辦ban法fa就jiu是shi，將jiang比bi較jiao器qi內nei部bu的deDAC基準配置為VDAC
，同時將VDAC連到VREFHI上，使得兩者的基準一致。

 

結論

 

本文以F28004x，F2807x，F2837x芯(xin)片(pian)為(wei)例(li)
，介(jie)紹(shao)了(le)內(nei)置(zhi)比(bi)較(jiao)器(qi)的(de)誤(wu)差(cha)來(lai)源(yuan)及(ji)校(xiao)正(zheng)方(fang)法(fa)

，同(tong)時(shi)糾(jiu)正(zheng)了(le)比(bi)較(jiao)器(qi)滯(zhi)環(huan)的(de)錯(cuo)誤(wu)理(li)解(jie)。對(dui)於(yu)同(tong)一(yi)個(ge)信(xin)號(hao)既(ji)需(xu)要(yao)軟(ruan)件(jian)保(bao)護(hu)又(you)需(xu)要(yao)硬(ying)件(jian)保(bao)護(hu)的(de)係(xi)統(tong)
，我(wo)們(men)指(zhi)出(chu)了(le)導(dao)致(zhi)軟(ruan)硬(ying)件(jian)保(bao)護(hu)閾(yu)值(zhi)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)偏(pian)差(cha)的(de)原(yuan)因(yin)，同(tong)時(shi)給(gei)出(chu)了(le)解(jie)決(jue)辦(ban)法(fa)。正(zheng)確(que)使(shi)用(yong)C2000芯片內部比較器可以實現快速軟硬件保護
，提高係統整體可靠性，同時無需外部基準和比較器
，節省PCB空間
，是一個非常實用的模塊。

 

 

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