一种失调误差校准电路和失调误差校准方法与流程

专利2026-03-02  7


本发明涉及失调误差校准相关,尤其是涉及一种失调误差校准电路和失调误差校准方法。


背景技术:

1、在模拟数字转换器、放大器以及传感器等技术领域,精确的测量和校准是至关重要的。这些设备的性能往往会受到温度、环境等因素的影响,从而产生失调误差。为了保证设备的精度和稳定性,需要对这些误差进行校准。此外,由于不同的应用场景和需求,可能需要对设备进行不同温度下的校准。

2、现有技术的解决方案是:通过开发板外置的温度传感器将温度信号提供给数字信号处理器内的模拟数字转换器量化,然后软件读取温度传感器对应的量化值,与程序设定的某个值进行比较,来判断当前温度处于哪个区间段,然后通过软件调用不同的修调值来消除失调误差。这种方法的弊端包括:

3、(1)需要占用软件资源,且耗时长,需要校准的模块越多,软件耗时越长。

4、(2)对于通过软件程序来消除失调误差的技术,虽然可以通过软件自校准流程消除环境温度、板级环境等综合引起的失调误差,但是在实际操作中,这个过程可能会比较复杂,而且需要专门的硬件和软件支持。此外,由于板级环境不同,同一温度下,温度传感器的值会不同,如果是外接温度传感器的方法能针对特定的设备进行校准,但对于其他类型的设备可能需要重新设计和调整,增加了使用的复杂性和成本。


技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种失调误差校准电路,能够提高校准效率,降低使用的复杂性和成本。

2、本发明还提供了一种失调误差校准方法、用于执行上述失调误差校准方法的控制装置以及计算机可读存储介质。

3、根据本发明的第一方面实施例的失调误差校准电路,包括:

4、处理模块,用于响应于修调指令,生成模拟信号、温度检测信号和多个通道控制信号,其中,所述通道控制信号的状态包括有效状态和无效状态,多个所述通道控制信号中有一个为有效状态,其余的皆为无效状态;

5、模数转换模块,与所述处理模块连接,所述模数转换模块具有与多个所述通道控制信号一一对应的多个不同的转换通道,有效状态的所述通道控制信号对应的所述转换通道用于接入所述模拟信号,对所述模拟信号转换得到修调前的转换结果;

6、温度控制信号输出模块,与所述处理模块连接,所述温度控制信号输出模块用于响应于所述温度检测信号,检测当前温度值,根据所述当前温度值输出多个温度控制信号,其中,所述温度控制信号的状态包括有效状态和无效状态,多个所述温度控制信号中有一个为有效状态,其余的皆为无效状态;

7、修调寄存模块,用于存储多组初始修调数据,所述初始修调数据的数量为所述通道控制信号的数量与所述温度控制信号的数量的乘积,多组所述初始修调数据表示不同温度下,不同所述转换通道对应的修调数据;

8、选择模块,分别与所述处理模块、所述温度控制信号输出模块和所述修调寄存模块连接,所述选择模块用于根据有效状态的所述通道控制信号和所述温度控制信号从多组所述初始修调数据中选择输出目标修调数据;

9、校准模块,分别与所述选择模块和所述模数转换模块连接,所述校准模块用于根据所述转换结果和所述目标修调数据进行校准,得到校准数据。

10、根据本发明实施例的失调误差校准电路,至少具有如下有益效果:

11、首先针对多个不同的校准温度对应设置多个温度控制信号,其中,当前温度值对应校准温度的温度控制信号为有效状态,其余的为无效状态;针对多个不同的转换通道对应设置多个通道控制信号,其中,需要对模拟信号进行转换的转换通道对应的通道控制信号为有效状态,其余的为无效状态。通过选择模块可以根据有效状态的通道控制信号和温度控制信号从多组初始修调数据中选择输出目标修调数据,目标修调数据为当前温度值对应的校准温度下,对模拟信号进行转换的转换通道输出的转换结果对应的修调数据,再根据转换结果和目标修调数据进行校准得到校准数据。本发明实施例的失调误差校准电路,通过全硬件的方式进行校准,能够提高校准效率,降低使用的复杂性和成本。

12、根据本发明的一些实施例,所述温度控制信号输出模块包括:

13、内置的温度传感器,用于检测所述当前温度值;

14、第一比较器,具有第一输入端、第二输入端和第一输出端,所述第一输入端与所述温度传感器连接,所述第二输入端用于输入预设的第一参考电压,所述第一输出端用于输出第一比较结果;

15、第二比较器,具有第三输入端、第四输入端和第二输出端,所述第三输入端与所述温度传感器连接,所述第四输入端用于输入预设的第二参考电压,所述第二参考电压高于所述第一参考电压,所述第二输出端用于输出第二比较结果;

16、解码模块,分别与所述第一输出端、所述第二输出端和所述选择模块连接,所述解码模块用于根据所述第一比较结果和所述第二比较结果输出多个所述温度控制信号。

17、根据本发明的一些实施例,所述模数转换模块包括内置的:

18、模数转换器,具有转换结果输出端、第一模数转换输入端、第二模数转换输入端、第三模数转换输入端和第四模数转换输入端,所述转换结果输出端与所述校准模块连接,所述第一模数转换输入端与所述处理模块连接,所述第二模数转换输入端与所述温度传感器连接;

19、可编程增益放大器,其输入端与所述处理模块连接,输出端与所述第三模数转换输入端连接;

20、运算放大器,其输入端与所述处理模块连接,输出端与所述第四模数转换输入端连接;

21、其中,所述模数转换器本身、所述模数转换器和所述温度传感器、所述模数转换器和所述可编程增益放大器、所述模数转换器和所述运算放大器分别组成四个所述转换通道。

22、根据本发明的一些实施例,所述选择模块包括:

23、第一选择器,具有多个第一选择输入端、多个第一选择控制端和多个第一选择输出端,多个所述第一选择输入端用于一一对应输入多组所述初始修调数据,多个所述第一选择控制端用于一一对应输入多个所述温度控制信号,多个所述第一选择输出端用于一一对应输出有效状态的所述温度控制信号对应的温度下的多组所述初始修调数据;

24、中间寄存模块,具有多个寄存输入端和多个寄存输出端,多个所述寄存输入端一一对应与多个所述第一选择输出端连接;

25、第二选择器,具有第二选择输出端、多个第二选择输入端和多个第二选择控制端,多个所述第二选择输入端一一对应与多个所述寄存输出端连接,多个所述第二选择控制端用于一一对应输入多个所述通道控制信号,所述第二选择输出端用于输出有效状态的所述通道控制信号和所述温度控制信号对应的所述目标修调数据。

26、根据本发明的一些实施例,所述校准模块包括:

27、加法电路,具有第一加法输入端、第二加法输入端和加法输出端,所述第一加法输入端与所述模数转换模块连接,所述第二加法输入端与所述第二选择输出端连接,所述加法输出端用于输出修调前的所述转换结果和所述目标修调数据相加后的所述校准数据;

28、修调后结果寄存器,与所述加法输出端连接,所述修调后结果寄存器用于存储所述校准数据。

29、根据本发明的第二方面实施例的失调误差校准方法,应用于如上述第一方面实施例所述的失调误差校准电路,所述失调误差校准方法包括:

30、响应于修调指令,生成模拟信号、温度检测信号和多个通道控制信号,其中,所述通道控制信号的状态包括有效状态和无效状态,多个所述通道控制信号中有一个为有效状态,其余的皆为无效状态;

31、根据所述温度检测信号控制启动温度控制信号输出模块检测当前温度值,以使得所述温度控制信号输出模块根据所述当前温度值输出多个温度控制信号至选择模块,其中,所述温度控制信号的状态包括有效状态和无效状态,多个所述温度控制信号中有一个为有效状态,其余的皆为无效状态;

32、将所述模拟信号输入至有效状态的所述通道控制信号对应的转换通道,以转换得到修调前的转换结果,所述转换结果用于输出至校准模块;

33、将多个所述通道控制信号输入至所述选择模块,以使得所述选择模块根据有效状态的所述通道控制信号和所述温度控制信号从修调寄存模块存储的多组初始修调数据中选择输出目标修调数据,从而使得所述校准模块根据所述转换结果和所述目标修调数据进行校准,得到校准数据。

34、根据本发明实施例的失调误差校准方法,至少具有如下有益效果:

35、首先针对多个不同的校准温度对应设置多个温度控制信号,其中,当前温度值对应校准温度的温度控制信号为有效状态,其余的为无效状态;针对多个不同的转换通道对应设置多个通道控制信号,其中,需要对模拟信号进行转换的转换通道对应的通道控制信号为有效状态,其余的为无效状态。通过选择模块可以根据有效状态的通道控制信号和温度控制信号从多组初始修调数据中选择输出目标修调数据,目标修调数据为当前温度值对应的校准温度下,对模拟信号进行转换的转换通道输出的转换结果对应的修调数据,再根据转换结果和目标修调数据进行校准得到校准数据。本发明实施例的失调误差校准方法,通过全硬件的方式进行校准,能够提高校准效率,降低使用的复杂性和成本。

36、根据本发明的一些实施例,所述温度控制信号输出模块包括:温度传感器,用于检测所述当前温度值;第一比较器,具有第一输入端、第二输入端和第一输出端,所述第一输入端与所述温度传感器连接,所述第二输入端用于输入预设的第一参考电压,所述第一输出端用于输出第一比较结果;第二比较器,具有第三输入端、第四输入端和第二输出端,所述第三输入端与所述温度传感器连接,所述第四输入端用于输入预设的第二参考电压,所述第二参考电压高于所述第一参考电压,所述第二输出端用于输出第二比较结果;解码模块,分别与所述第一输出端、所述第二输出端和所述选择模块连接;

37、多个所述温度控制信号的状态通过以下步骤确定:

38、获取所述第一比较结果和所述第二比较结果;

39、根据所述第一比较结果和所述第二比较结果确定多个所述温度控制信号的状态。

40、根据本发明的一些实施例,若所述当前温度值小于所述第一参考电压,所述第一比较结果为第一状态,若所述当前温度值大于等于所述第一参考电压,所述第一比较结果为第二状态,若所述当前温度值小于所述第二参考电压,所述第二比较结果为所述第一状态,若所述当前温度值大于等于所述第二参考电压,所述第二比较结果为所述第二状态;所述温度控制信号的数量为三个,三个所述温度控制信号分别用于指示低温、中温和高温;

41、所述根据所述第一比较结果和所述第二比较结果确定多个所述温度控制信号的状态,包括:

42、若所述第一比较结果和所述第二比较结果皆为所述第一状态,将指示低温的所述温度控制信号的状态设为有效状态,将指示中温和高温的两个所述温度控制信号的状态设为无效状态;

43、若所述第一比较结果为所述第二状态,所述第二比较结果为所述第一状态,将指示中温的所述温度控制信号的状态设为有效状态,将指示低温和高温的两个所述温度控制信号的状态设为无效状态;

44、若所述第一比较结果和所述第二比较结果皆为所述第二状态,将指示高温的所述温度控制信号的状态设为有效状态,将指示低温和中温的两个所述温度控制信号的状态设为无效状态。

45、根据本发明的一些实施例,所述选择模块包括:第一选择器,具有多个第一选择输入端、多个第一选择控制端和多个第一选择输出端,多个所述第一选择输入端用于一一对应输入多组所述初始修调数据,多个所述第一选择控制端用于一一对应输入多个所述温度控制信号;中间寄存模块,具有多个寄存输入端和多个寄存输出端,多个所述寄存输入端一一对应与多个所述第一选择输出端连接;第二选择器,具有第二选择输出端、多个第二选择输入端和多个第二选择控制端,多个所述第二选择输入端一一对应与多个所述寄存输出端连接,多个所述第二选择控制端用于一一对应输入多个所述通道控制信号,所述第二选择输出端与所述校准模块连接;

46、所述目标修调数据通过以下步骤得到:

47、通过所述第一选择器获取多个所述温度控制信号;

48、通过所述第一选择器打开有效状态的所述温度控制信号对应的多个所述第一选择输入端,关闭无效状态的所述温度控制信号对应的多个所述第一选择输入端,以输出有效状态的所述温度控制信号对应的温度下的多组所述初始修调数据至所述中间寄存模块;

49、通过所述第二选择器获取多个所述通道控制信号和有效状态的所述温度控制信号对应的温度下的多组所述初始修调数据;

50、通过所述第二选择器打开有效状态的所述通道控制信号对应的多个所述第二选择输入端,关闭无效状态的所述通道控制信号对应的多个所述第二选择输入端,以输出有效状态的所述温度控制信号和所述通道控制信号对应的所述目标修调数据。

51、根据本发明的一些实施例,所述校准数据通过以下步骤得到:

52、获取所述转换结果和所述目标修调数据;

53、将所述转换结果和所述目标修调数据相加,得到所述校准数据。

54、根据本发明的第三方面实施例的控制装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第二方面实施例所述的失调误差校准方法。由于控制装置采用了上述实施例的失调误差校准方法的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

55、根据本发明的第四方面实施例的计算机可读存储介质,存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于执行如上述第二方面实施例所述的失调误差校准方法。由于计算机可读存储介质采用了上述实施例的失调误差校准方法的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

56、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。


技术特征:

1.一种失调误差校准电路,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的失调误差校准电路,其特征在于,所述温度控制信号输出模块包括:

3.根据权利要求2所述的失调误差校准电路,其特征在于,所述模数转换模块包括内置的:

4.根据权利要求1所述的失调误差校准电路,其特征在于,所述选择模块包括:

5.根据权利要求4所述的失调误差校准电路,其特征在于,所述校准模块包括:

6.一种失调误差校准方法,其特征在于,应用于如权利要求1至5中任一所述的失调误差校准电路,所述失调误差校准方法包括:

7.根据权利要求6所述的失调误差校准方法,其特征在于,所述温度控制信号输出模块包括:温度传感器,用于检测所述当前温度值;第一比较器,具有第一输入端、第二输入端和第一输出端,所述第一输入端与所述温度传感器连接,所述第二输入端用于输入预设的第一参考电压,所述第一输出端用于输出第一比较结果;第二比较器,具有第三输入端、第四输入端和第二输出端,所述第三输入端与所述温度传感器连接,所述第四输入端用于输入预设的第二参考电压,所述第二参考电压高于所述第一参考电压,所述第二输出端用于输出第二比较结果;解码模块,分别与所述第一输出端、所述第二输出端和所述选择模块连接;

8.根据权利要求7所述的失调误差校准方法,其特征在于,若所述当前温度值小于所述第一参考电压,所述第一比较结果为第一状态,若所述当前温度值大于等于所述第一参考电压,所述第一比较结果为第二状态,若所述当前温度值小于所述第二参考电压,所述第二比较结果为所述第一状态,若所述当前温度值大于等于所述第二参考电压,所述第二比较结果为所述第二状态;所述温度控制信号的数量为三个,三个所述温度控制信号分别用于指示低温、中温和高温;

9.根据权利要求6所述的失调误差校准方法,其特征在于,所述选择模块包括:第一选择器,具有多个第一选择输入端、多个第一选择控制端和多个第一选择输出端,多个所述第一选择输入端用于一一对应输入多组所述初始修调数据,多个所述第一选择控制端用于一一对应输入多个所述温度控制信号;中间寄存模块,具有多个寄存输入端和多个寄存输出端,多个所述寄存输入端一一对应与多个所述第一选择输出端连接;第二选择器,具有第二选择输出端、多个第二选择输入端和多个第二选择控制端,多个所述第二选择输入端一一对应与多个所述寄存输出端连接,多个所述第二选择控制端用于一一对应输入多个所述通道控制信号,所述第二选择输出端与所述校准模块连接;

10.根据权利要求6所述的失调误差校准方法,其特征在于,所述校准数据通过以下步骤得到:


技术总结
本发明公开了一种失调误差校准电路和失调误差校准方法,电路包括:处理模块,用于响应于修调指令生成模拟信号、温度检测信号和多个通道控制信号;模数转换模块,具有多个不同的转换通道,有效状态的通道控制信号对应的转换通道用于接入模拟信号进行转换得到转换结果;温度控制信号输出模块,用于响应于温度检测信号检测当前温度值并输出多个温度控制信号;修调寄存模块,用于存储不同温度下不同转换通道的多组初始修调数据;选择模块,用于根据有效状态的通道控制信号和温度控制信号从多组初始修调数据选择输出目标修调数据;校准模块,用于根据转换结果和目标修调数据得到校准数据。本发明实施例能够提高校准效率,降低使用的复杂性和成本。

技术研发人员:曹伦武,李迪,万颖,龙桂英,黄嵩人
受保护的技术使用者:湖南进芯电子科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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