此设计采用高度稳定的埋层齐纳基准源 REF81 来校准信号链。如 图 3-3 所示，精密电阻分压器网络 (RES11A) 可为 1V 和 100mV 输入范围生成额外的校准源信号。输入多路复用器 (MUX36) 可在输入信号、每个输入范围的校准源信号及接地端之间进行选择。

图 3-3 TIDA-010970 校准基准方框图

10V 范围校准源直接来自 REF81，使该量程成为可用的最精确校准范围。由于 1V 和 100mV 范围的校准源是基于 10V 信号生成的，因此这些校准源的精度略低一些。用于生成 1V 和 100mV 源的精密电阻分压器本身会存在误差。此参考设计使用接近满量程的信号，以最大限度地校准整个输入范围内的误差。

该校准源可对完整信号链进行校准。通过在测量间执行反复校准，就能够持续消除每次测量中的初始增益误差和偏移误差。这种持续校准方式也可消除偏移误差和增益误差的漂移。因此，系统中剩下的误差就只有信号链的噪声和线性度以及校准源的漂移。由于整体信号链的精度完全取决于校准源，因此无论时间和温度如何变化，校准源必须保持稳定，以减少长期漂移和温漂造成的误差。当校准源保持稳定时，非线性与噪声便成为主要的误差来源。如 节 3.2 中所述，请通过谨慎选择元件来降低这些误差。

请按照以下步骤来实现持续校准流程。该流程可由软件自动执行，但必须完成一次完整的校准周期，才能获得精确的测量结果。图 3-4 展示了该过程。

1. 将输入信号接地，以测量系统的偏移量。计算偏移误差。
2. 将多路复用器切换回输入端。对输入信号进行测量，然后减去偏移量并乘以增益系数。在此校准流程的首次迭代测量中，尚无增益系数可供使用。
3. 将多路复用器切换到校准源。测量校准源并计算增益误差。每个范围都有对应的校准源，请根据目标范围选择合适的校准源。
4. 将多路复用器切换回输入端。对输入信号进行测量，然后减去偏移量并乘以增益系数，即可得到最终校准结果。
5. 重复步骤 1 至 4。

图 3-4 TIDA-010970 校准过程

将增益和偏移值应用于 ADS127L21B 增益和偏移寄存器，即可使 ADS127L21B 自动对转换数据执行增益和偏移校正。首先从转换结果中减去偏移寄存器的设定值。接下来，将转换结果除以 400000h 再乘以增益寄存器的设定值。有关更多详细信息，请参阅 ADS127L21B 512kSPS 高精度、24 位、宽带 Δ-Σ ADC 数据表中的校准部分。

该校准流程在每个周期内需要对输入信号进行两次测量。由于 DMM 仅在每两次测量中执行一次输入信号测量，这种特性使得 DMM 能够以一半的采样率（而非三分之一）来测量输入信号。例如，当数字万用表以 60SPS 执行校准流程时，其有效测量速率实为 30SPS。或者，将 DMM 速率提升至 120SPS，可实现 60SPS 的测量速率。此外，要实现持续校准，必须选用建立时间短的多路复用器，以确保测量的精确性。