A/B两点标定深度解析：30%/70%策略、Y=MX+N与标定点有效机制

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G511手册把两点标定的工程细节写透了：A/B两点一般在满量程的30%和70%附近标定，线性化分割整个量程；数字量与模拟量的关系是Y=MX+N一元一次方程，D1/D2是A/B点数字量、A1/A2是模拟量；点击标定后板卡实时读取当前ADC数字量一起存入存储器，有效状态由软件自己处理，只读。本文完整解析。

一、两点标定的数学（手册原文级）

1.1 模型

两点标定是假设整个量程都是线性的，数字量和实际模拟量关系为简单的一元一次方程Y=MX+N，其中Y为计算的模拟量，X为输入的ADC数字量。为了求得系数M和N，至少需要两组参数，所以通过A和B两组标定点，即可求出。

1.2 推导

已知:
A点: 数字量D1 ↔ 模拟量A1
B点: 数字量D2 ↔ 模拟量A2

求: 当前数字量data → 模拟量result

Y = MX+N 联立两点:
A1 = M·D1 + N
A2 = M·D2 + N
相减:
M = (A2 – A1) / (D2 – D1)
N = A1 – M·D1

线性插值:
result = M·data + N
= A1 + (A2-A1)·(data-D1)/(D2-D1)

手册指明具体计算过程可在采集卡的C#上位机msgStruct.cs文件中查看——开源让每一步公式可验证。

二、为什么选30%和70%？

2.1 手册原文

A/B两点标定功能，一般是根据满量程的30%和70%两点附近进行标定，然后线性化分割整个量程，可以将量程线性度最大化。

2.2 策略解读

为什么不是0%和100%?

① 避开端点非线性区:
ADC/调理电路在量程两端
(轨到轨边缘)线性度最差
30%/70%处于线性黄金区

② 误差均摊:
两点定线后,最大插值误差
出现在区间外延(0~30%与70~100%)
30/70对称 → 两端外延等长 → 误差均衡

③ 信噪比:
30%/70%信号幅度足够大
→ 标定点自身读数噪声占比小
(0%附近信号小,读数噪声权重大)

三、标定操作流程（手册原文）

3.1 步骤

标定过程，需要外部有高精度的仪器仪表，可以精确测量当前提供给采集卡的物理量对应的值，填入标定点的模拟量栏中，点击标定点即可。点击标定后，上位机会把用户输入的模拟量传输到采集卡中，采集卡会实时读取当前ADC通道对应的数字量，一起存入到存储器中，并将当前标定对应的点A或者点B的状态标记为有效。

完整流程:
1. 通道接标准源(30%FS值,如±5V档接+1.5V)
2. 精密仪表确认实际输入值(如1.5000V)
3. 上位机A点栏填 1.5000 → 点"标定A"
4. 板卡动作:
① 收到模拟量A1=1.5000
② 实时读取当前ADC数字量D1
③ A1与D1一起写入存储器(FRAM)
④ A点状态→有效 ✓
5. 换70%FS(+3.5V) → 同法标定B点
6. 此后读数自动按Y=MX+N修正

3.2 关键细节：数字量由板卡自读

模拟量由用户提供（填入），数字量由板卡实时读取——两路数据在卡内汇合存储。

为什么这样设计?
· 数字量必须与标定时刻的ADC实际状态一致
(含该通道的失调/增益误差——正是要标的东西)
· 卡内自读杜绝了"上位机读取时刻 ≠ 标定时刻"
的竞态
→ 数据可信性由架构保证

3.3 有效状态只读

有效无法手动修改，是软件自己处理的，为只读参数。

有效位的生命周期:
未标定: 无效(修正不启用)
点击标定: 采集存入成功 → 自动置有效
清除标定: 上位机提供"清除标定"按钮(记录仪页)
→ 用户不能手改"有效" → 防止假标定
(标了没标,机器说了算)

四、与"读取/启用标定"的配合

数据流(结合博文138):
FRAM中: calibPointA[8]/calibPointB[8]
+ correctFactor[8](=M) + calibZero[8](=N项)

启用标定☑ → 读数 = M·code + N
清除标定 → 该通道回到出厂系数/原始值
验证: 标定后读30%/70%两个已知点
误差应≤±5mV级(电压档)

五、溯源要求

标定不确定度链:
你的标准源精度 ≥ 目标精度×(3~5倍)

目标: 通道±0.05%FS(±2.5mV@±5V)
→ 标准源需 ≤±0.5mV级(0.01%级基准)
(如5位半万用表监视/精密基准芯片+分压)

常见失误:
用3位半万用表标定 → 源误差1mV级
→ 标定本身引入的误差与目标同量级 ✗

六、常见问题

七、总结

A/B两点标定实现了：

一条直线、两个锚点、四个数字——两点标定用最简单的数学完成了对整条通道的"再教育"。而"数字量由板卡实时读取、有效位只读"这两个细节，是ZLinear把标定可信性做进架构的证明：精度不只靠器件，更靠流程的不可作弊。

下篇预告：《ADC新手选型第一课：匹配原则与三大接口》