电源中的电压电流校准原理

Question

大家好！最近在做的一个电源项目中有带电压电流校准功能，也就是AD采样值和实际的输出值有差异时通过一些校准方法使AD读取值和实际值接近。比如下面的这个电流校准，就是测量两个不同的电流值并读取实际AD采样，如果两者偏差较大就使用右边的计算方法来生成一些补偿值，f1 - f6都是浮点类型值，这里我不明白f5和f6计算的原理是什么？想请教下大家，谢谢了！

f5 = (f2 - f1) / (f4 - f3);
 f6 = (f1 * f4 - f2 * f3) / (f4 - f3);

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在电源设计中，电压电流校准的目的是确保模拟电路（如传感器或ADC采样）输出的数字信号与实际物理量（电压、电流等）之间有精确的一一对应关系。根据您提供的代码片段和描述，这里是在进行一个线性插值校准计算。

原理解释：

1. f1, f2, f3, f4 分别代表什么？

   • 这些变量通常代表在不同已知电流下的AD采样读数，例如：
     • f1 是在小电流I1时的AD采样值
     • f2 是在大电流I2时的AD采样值
     • f3 和 f4 是对应的这两个已知电流值 I3 和 I4

2. 计算公式的意义：

   • f5 计算的是斜率 (slope):

     f5 = (f2 - f1) / (f4 - f3);
     

     这个表达式实际上是通过两个已知点（(I3, f3), (I4, f4)）来确定一条直线的斜率，这条直线是用来拟合AD转换读数与实际电流之间的线性关系。

   • f6 计算的是截距 (intercept):

     f6 = (f1 * f4 - f2 * f3) / (f4 - f3);
     

     截距是直线在y轴上的交点，通过这个公式可以得到当电流为0时（理想情况下）对应的AD采样值，用于进一步修正零点误差。

3. 应用到校准时： 当需要校准未知电流值Ix时，我们可以使用得到的斜率(f5)和截距(f6)来计算出该电流下的预期AD采样值：

   AD_expected = f5 * Ix + f6;
   

总结来说，这段代码实现了基于两点线性插值的校准算法，通过测量已知电流下的AD采样值，从而推算出任意电流下的期望AD采样值，并据此生成补偿值以校准系统。不过，请注意实际情况可能需要更复杂的非线性校准算法，这取决于系统的具体特性和误差分布情况。