[go: up one dir, main page]

CN112583405B - Adc误差自动校正方法、装置、模数转换电路及存储介质 - Google Patents

Adc误差自动校正方法、装置、模数转换电路及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN112583405B
CN112583405B CN201910944091.7A CN201910944091A CN112583405B CN 112583405 B CN112583405 B CN 112583405B CN 201910944091 A CN201910944091 A CN 201910944091A CN 112583405 B CN112583405 B CN 112583405B
Authority
CN
China
Prior art keywords
adc
input voltage
voltage signal
value
preset
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910944091.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112583405A (zh
Inventor
王静
张亮
张永光
谢育桦
冯玉明
荣家敬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Zhuhai Zero Boundary Integrated Circuit Co Ltd
Original Assignee
Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Zhuhai Zero Boundary Integrated Circuit Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai, Zhuhai Zero Boundary Integrated Circuit Co Ltd filed Critical Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority to CN201910944091.7A priority Critical patent/CN112583405B/zh
Priority to PCT/CN2020/100324 priority patent/WO2021063058A1/zh
Publication of CN112583405A publication Critical patent/CN112583405A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112583405B publication Critical patent/CN112583405B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/10—Calibration or testing
    • H03M1/1009—Calibration
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/10—Calibration or testing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

本发明公开了一种ADC误差自动校正方法、装置、模数转换电路及存储介质，其中，该方法通过参考比例生成电路生成至少两路分别与参考输入电压信号构成预设比例的预设输入电压信号；基于预设转换规则，通过预设输入电压信号得到ADC校正用对应的失调误差值和增益误差值；基于失调误差值和增益误差值，对获取的待校正输入电压信号进行校正，就此，通过参考比例生成电路生成与参考输入电压信号构成预设比例的预设输入电压信号，就可以不用知道参考源具体值的情况下满足各种类型ADC的增益误差值和失调误差值的校正。而且，本实施例的校正过程完全自动化，不需要借助外部的校正工具以及专业人员的校正操作，节约了人力成本和操作工时，并且校正效果准确。

Description

ADC误差自动校正方法、装置、模数转换电路及存储介质
技术领域
本发明涉及模拟输出测试技术领域，尤其涉及一种ADC误差自动校正方法、装置、模数转换电路及存储介质。
背景技术
模数数据转换ADC广泛应用在各种仪器仪表和日常电器设备中，用于将自然界中的模拟信号比如温度、湿度、速度、亮度等信号转换成计算机能处理的数字信号，进行处理和控制。ADC的精度等性能决定了机器系统能否准确的获取到自然界的信号，然而ADC电路必然存在制造工艺偏差，器件失配、环境因素等带来的转换误差。其中，失调误差值和增益误差值是ADC中最常见的两种误差。
传统的校正ADC失调误差值的失调误差值校正的方法是通过采集某个已知的固定电压，通过计算该电压转换值与理想ADC输出值之间的差来得到失调误差值(具体的计算公式如下式(1)所示)。但是在参考源变化的应用场合下，比如外部参考源是电池供电，随着充放电过程，参考源会变化；或者采用内部参考源，随供电电压或温度等环境的影响，内部参考源也会有变化，参考源的不确定将导致理想输出值不确定，从而得不到准确的失调误差值信息。
其中，对于一个输入电压信号Vin，N比特ADC的理想输出值ADC_OUT公式如下：
ADC_OUT＝Vin/VREF*2N (1)
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种ADC误差自动校正方法、装置、模数转换电路及存储介质，其克服了上述技术问题。
根据本发明的第一个方面，提供了一种ADC误差自动校正方法，所述方法包括：通过参考比例生成电路生成至少两路分别与参考输入电压信号构成预设比例的预设输入电压信号；基于预设转换规则，通过所述预设输入电压信号得到所述ADC校正用对应的失调误差值和增益误差值；基于所述失调误差值和所述增益误差值，对获取的待校正输入电压信号进行校正。
可选的，所述基于预设转换规则，通过所述预设输入电压信号得到所述ADC校正用对应的失调误差值和增益误差值，包括：基于所述参考输入电压信号、所述预设输入电压信号、以及理想数字输出值之间的数值转换原则，得到通过所述预设输入电压信号求取对应的理想数字输出值的理想转换关系式；基于所述理想数字输出值、失调误差参数、增益误差参数与原始数字输出值之间的数值转换原则，得到通过所述预设输入电压信号求取对应的原始数字输出值的原始转换关系式；结合所述原始转换关系式和所述理想转换关系式，得到所述ADC校正用对应的失调误差值和增益误差值。
可选的，所述原始转换关系式包括：
ADC_OUT1＝ADC_OUT_ID1*Err_Gain-Err_offset (1)
ADC_OUT2＝ADC_OUT_ID2*Err_Gain-Err_offset (2)
所述理想转换关系式包括：
ADC_OUT_ID1＝V1*(2N/VREF)＝k1*2N (3)
ADC_OUT_ID2＝V2*(2N/VREF)＝＝k2*2N (4)
结合(1)、(2)、(3)和(4)，得到所述失调误差值和所述增益误差值分别为：
Err_Gain＝(ADC_OUT2-ADC_OUT1)/(ADC_OUT_ID2-ADC_OUT_ID1)＝(ADC_OUT2-ADC_OUT1)/(k2*2N–k1*2N)(5)
Err_Offset＝ADC_OUT_ID1*Err_Gain-ADC_OUT1
＝ADC_OUT_ID1*(ADC_OUT2-ADC_OUT1)/(ADC_OUT_ID2-ADC_OUT_ID1)-ADC_OUT1
＝k1*2N*(ADC_OUT2-ADC_OUT1)/(k2*2N–k1*2N)-ADC_OUT1 (6)
其中，VREF为参考输入电压信号的电压值；
V1为任一预设输入电压信号的电压值；k1为所述任一预设输入电压信号与参考输入电压信号的预设比例值，且为常数；V1＝k1*VREF；ADC_OUT1为所述任一预设输入电压信号对应的原始数字输出值；ADC_OUT_ID1为所述任一预设输入电压信号对应的理想数字输出值；
V2为另一预设输入电压信号的电压值；k2为所述另一预设输入电压信号与参考输入电压信号的预设比例值，且为常数；V2＝k2*VREF；ADC_OUT2为所述另一预设输入电压信号对应的原始数字输出值；ADC_OUT_ID2为所述另一预设输入电压信号对应的理想数字输出值；
Err_offset为失调误差值，Err_Gain为增益误差值。
可选的，所述任一预设输入电压信号与所述另一预设输入电压信号满足以下关系：
k2>k1，V2>V1，ADC_OUT2>ADC_OUT1，ADC_OUT_ID2>ADC_OUT_ID1。
可选的，基于所述基于失调误差值和所述增益误差值，对获取的待校正输入电压信号进行校正，包括：通过所述失调误差值和所述增益误差值对所述待校正输入电压信号进行补正，得到所述待校正输入电压信号对应的校正后的转换输出值；判断所述转换输出值与所述待校正输入电压信号对应的理想数字输出值之间的差值是否在允许误差范围内；当在允许误差范围内时，确定已对所述待校正输入电压信号完成校正，其中，所述转换输出值即为准确的校正输出值。
可选的，在所述通过预设输入电压信号得到对应的失调误差值和增益误差值之后，且在所述基于失调误差值和所述增益误差值，对获取的待校正输入电压信号进行校正之前，所述方法还包括：将所述失调误差值和所述增益误差值进行存储，以供对后续获取的所述待校正输入电压信号进行补正。
可选的，所述参考比例生成电路包括：开关和电阻组件；其中，电阻组件包括多个串联的电阻，每个电阻的阻值相同；其中，所述电阻组件的一端连接所述开关的一端，另一端接地；所述开关的另一端连接参考输入电压供电电路。
根据本发明的第二个方面，提供了一种ADC误差自动校正装置，所述装置包括：预设电压信号构建模块，用于通过参考比例生成电路生成至少两路分别与参考输入电压信号构成预设比例的预设输入电压信号；误差计算模块，用于基于预设转换规则，通过所述预设输入电压信号得到所述ADC校正用对应的失调误差值和增益误差值；校正模块，用于基于所述失调误差值和所述增益误差值，对获取的待校正输入电压信号进行校正。
根据本发明的第三个方面，提供了一种模数转换电路，包括处理器和存储器；所述存储器用于存储计算机指令，所述处理器用于运行所述存储器存储的计算机指令，以实现上述的一种ADC误差自动校正方法。
根据本发明的第四个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述的一种ADC误差自动校正方法。
本发明有益效果如下：通过参考比例生成电路生成与参考输入电压信号构成预设比例的预设输入电压信号，就可以不用知道参考源具体值的情况下实现各种类型ADC(正偏差型和负偏差型)的增益误差值和失调误差校正，即可得到准确的误差信息以用于ADC校正。而且，本实施例的校正过程完全自动化，不需要借助外部的校正工具以及专业人员的校正操作，节约了人力成本和操作工时，并且校正效果准确。
附图说明
图1为本发明ADC误差自动校正方法的流程框图；
图2为本发明中ADC误差自动校正的电路结构图；
图3为本发明中通过预设输入电压信号得到ADC校正用对应的失调误差值和增益误差值的流程框图；
图4为本发明中对获取的待校正输入电压信号进行校正的流程框图；
图5为本发明中参考比例生成电路的电路机构图；
图6为本发明中ADC误差自动校正装置的结构简图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
为了便于理解本发明实施例，下面通过几个具体实施例对本发明的实施过程进行详细的阐述。
本发明第一实施例提供一种ADC误差自动校正的方法，应用于ADC，其中，该方法通过特殊的参考比例设计，可以在不用知道参考源具体值的情况下满足各种类型ADC(正偏差型和负偏差型)的增益误差值和失调误差校正。
具体的，该方法包括：通过参考比例生成电路11生成至少两路分别与参考输入电压信号构成预设比例的预设输入电压信号；基于预设转换规则，通过所述预设输入电压信号得到所述ADC校正用对应的失调误差值和增益误差值；基于所述失调误差值和所述增益误差值，对获取的待校正输入电压信号进行校正。
就此，通过参考比例生成电路11生成与参考输入电压信号构成预设比例的预设输入电压信号，就可以不用知道参考源具体值的情况下实现各种类型ADC(正偏差型和负偏差型)的增益误差和失调误差校正，即可得到准确的误差信息以用于ADC校正。而且，本实施例的校正过程完全自动化，不需要借助外部的校正工具以及专业人员的校正操作，节约了人力成本和操作工时，并且校正效果准确。
图1为本发明ADC误差自动校正方法的流程框图；图2为本发明中ADC误差自动校正的电路结构图；根据图1及2所示，本发明第一实施例提供了一种ADC误差自动校正方法，其应用于ADC，所述方法包括：
S11：通过参考比例生成电路11生成至少两路分别与参考输入电压信号构成预设比例的预设输入电压信号；
在已上电的情况下，让ADC进入校正模式，在这个模式下，通过参考比例生成电路11产生至少两路预设输入电压信号，其中，每个预设输入电压信号分别与参考输入电压信号构成相应的预设比例。
在本实施例中，该S11的一种实现方式包括：
在已上电且ADC处于校正模式时，通过参考比例生成电路11产生两路预设输入电压信号：任一预设输入电压信号及另一预设输入电压信号，其中，每个预设输入电压信号分别与参考输入电压信号构成预设比例。
如：V1＝k1*VREF，V2＝k2*VREF。
其中，VREF为参考输入电压信号的电压值；
V1为任一预设输入电压信号的电压值；k1为所述任一预设输入电压信号与参考输入电压信号的预设比例值，且为常数；V2为另一预设输入电压信号的电压值；k2为所述另一预设输入电压信号与参考输入电压信号的预设比例值，且为常数。
在本实施例中，并不对该参考比例生成电路11的具体结构做出限定，只需其满足本实施例的要求即可。此外，在下文中包括有针对该参考比例生成电路11的示范性详述。
S12：基于预设转换规则，通过所述预设输入电压信号得到所述ADC校正用对应的失调误差值和增益误差值；
因为在ADC校正过程中，输入电压、该输入电压对应的原始数字输出值ADC_OUT、该输入电压对应的理想数字输出值ADC_OUT_ID、失调误差值Err_offset、增益误差值Err_Gain存在以下数值转换关系：
ADC_OUT＝ADC_OUT_ID*Err_Gain-Err_offset；
ADC_OUT_ID＝V1*(2N/VREF)；
所以，在得到至少两个预设输入电压信号后，即通过数字计算可以得到该ADC对应的失调误差值和增益误差值。
其中，该失调误差值为：ADC实际特性曲线和过原点的无限精度特性之间的水平差值。该增益误差值为实际特性曲线和无限精度特性曲线之间的差值，可以认为是无限精度曲线斜率向上增加1或向下减少1的变化量。
图3为本发明中通过预设输入电压信号得到ADC校正用对应的失调误差值和增益误差值的流程框图；具体的，根据图3所示，该步骤S12的一种实现方式包括：
S121:基于所述参考输入电压信号、所述预设输入电压信号、以及理想数字输出值之间的数值转换原则，得到通过所述预设输入电压信号求取对应的理想数字输出值的理想转换关系式；
具体的，基于所述参考输入电压信号、所述预设输入电压信号、以及理想数字输出值之间的数值转换原则，得到通过任一预设输入电压信号求取对应的理想数字输出值的理想转换关系式和另一预设输入电压信号求取对应的理想数字输出值的理想转换关系式分别为：
ADC_OUT_ID1＝V1*(2N/VREF)＝k1*2N (3)
ADC_OUT_ID2＝V2*(2N/VREF)＝＝k2*2N (4)
其中，ADC_OUT_ID1为任一预设输入电压信号对应的理想数字输出值；ADC_OUT_ID2为所述另一预设输入电压信号对应的理想数字输出值。
S122:基于所述理想数字输出值、所述失调误差参数、所述增益误差参数以及原始数字输出值之间的数值转换原则，得到通过所述预设输入电压信号求取对应的原始数字输出值的原始转换关系式；
具体的，基于所述理想数字输出值、所述失调误差值、所述增益误差值以及原始数字输出值之间的数值转换原则，得到用于任一预设输入电压信号求取对应的原始数字输出值的原始转换关系式、以及用于另一预设输入电压信号求取对应的原始数字输出值的原始转换关系式分别为；
ADC_OUT1＝ADC_OUT_ID1*Err_Gain-Err_offset (1)
ADC_OUT2＝ADC_OUT_ID2*Err_Gain-Err_offset (2)
其中，ADC_OUT1为所述任一预设输入电压信号对应的原始数字输出值；ADC_OUT2为所述另一预设输入电压信号对应的原始数字输出值；
S123:结合所述原始转换关系式和所述理想转换关系式，得到所述ADC校正用对应的失调误差值和增益误差值。
具体的，结合上述(1)、(2)、(3)和(4)，得到所述失调误差值和所述增益误差值分别为：
Err_Gain＝(ADC_OUT2-ADC_OUT1)/(ADC_OUT_ID2-ADC_OUT_ID1)＝(ADC_OUT2-ADC_OUT1)/(k2*2N–k1*2N) (5)
Err_Offset＝ADC_OUT_ID1*Err_Gain-ADC_OUT1
＝ADC_OUT_ID1*(ADC_OUT2-ADC_OUT1)/(ADC_OUT_ID2-ADC_OUT_ID1)-ADC_OUT1
＝k1*2N*(ADC_OUT2-ADC_OUT1)/(k2*2N–k1*2N)-ADC_OUT1 (6)
值得注意的是，在本另一实施例中，实施该步骤S12的一种方式为：在通过参考比例生成电路11得到至少两个预设输入电压信号后，需要通过控制通道选择电路12依次将该至少两个预设输入电压信号输入到数据转换单元13中，以将每个预设输入电压信号的电压值转换成对应的原始数字输出值。当然，也可任选两个预设输入电压信号以输入到数据转换单元13中，以将该已被选择的两个预设输入电压信号的电压值转换成对应的原始数字输出值。
具体的，在本实施例中，需要通过控制通道选择电路12依次将上述的任一预设输入电压信号和另一预设输入电压信号输入到数据转换单元13中，以将任一预设输入电压信号的电压值和另一预设输入电压信号的电压值分别转换成对应的原始数字输出值。
此外，在本实施例中，一种实现方式为：只通过参考比例生成电路11得到两个预设输入电压信号，并通过控制通道选择电路12依次将该两个预设输入电压信号输入到数据转换单元13中，以将该两个预设输入电压信号的电压值转换成对应的原始数字输出值。
在本实施例中，该步骤S12可由ADC中的数据转换单元13执行。
值得注意的是：在另一实施例中，该任一预设输入电压信号与另一预设输入电压信号满足以下关系：
k2>k1，V2>V1，ADC_OUT2>ADC_OUT1，ADC_OUT_ID2>ADC_OUT_ID1。
就此，根据参考比例生成电路11可以很方便地生成与参考输入电压信号构成预设比例的预设输入电压信号，即可很方便的设置设置合理的系数k1和k2，使得任一预设输入电压信号的取值要略大于电路最低电平，另一预设输入电压信号的取值要略小于系统参考电压，从而避免了当ADC在0电平附近的转换结果偏低(负偏差型)时，就会出现0电平附近的一段输入电压区域对应的转换结果都为0，导致通过采集0电压输入将得不到失调误差值的问题；而且，也避免了ADC在最高参考电压附近的一段电压区间提前满幅输出了(正偏差型)时，通过采集最高参考电压将得不到准确的斜率信息的问题。
S13：基于所述失调误差值和所述增益误差值，对获取的待校正输入电压信号进行校正。
在本实施例中，在得到ADC校正用对应的失调误差值和增益误差值后，只需通过该失调误差值和增益误差值对获取的待校正输入电压信号进行校正，得到待校正输入电压信号对应的校正后的转换输出值，当然，也要根据该待校正输入电压信号得到对应的理想数字输出值，然后根据该待校正输入电压信号对应的转换输出值与理想数字输出值确定是否成功校正。
图4为本发明中对获取的待校正输入电压信号进行校正的流程框图；具体的，根据图4所示，该步骤S13的一种实现方式包括：
S131：通过所述失调误差值和所述增益误差值对所述待校正输入电压信号进行补正，得到所述待校正输入电压信号对应的校正后的转换输出值；
如：后续ADC采集的待校正输入电压信号的电压值为Vx，只要调用上述得到的失调误差值和增益误差值对该待校正输入电压信号进行补偿即可，即可得到校正后的转换输出值Data_outx，校正输出值计算公式如下：
Data_outx＝(ADC_OUTx+Err_Offset)/Err_Gain
其中，Data_outx为该待校正输入电压信号对应的转换输出值；ADC_OUTx为该待校正输入电压信号对应的原始数字输出值。
当然，在计算该转换输出值时，需先计算该待校正输入电压信号对应的原始数字输出值。
S132：判断所述转换输出值与所述待校正输入电压信号对应的理想数字输出值之间的差值是否在允许误差范围内；当在允许误差范围内时，，则执行以下步骤S133；否则，执行以下步骤S134；
待校正输入电压信号对应的理想数字输出值为：ADC_OUT_IDx＝V1*(2N/VREF)。
在本实施例中，并不对该允许误差范围值进行限定，只需其满足本实施例的要求即可。此外，该允许误差范围值可由应用方的标准进行限定。
S133：确定已对所述待校正输入电压信号完成校正，其中，所述转换输出值即为准确的校正输出值。
S134：重新校正。即：重新执行上述步骤S11至S13。
此外，值得注意的是，在所述通过预设输入电压信号得到对应的失调误差值和增益误差值之后，且在所述基于失调误差值和所述增益误差值，对获取的待校正输入电压信号进行校正之前，在另一实施例中，还可执行以下步骤：将所述失调误差值和所述增益误差值进行存储，以供对后续获取的所述待校正输入电压信号进行补正。
具体的，将该失调误差值和增益误差值保存在参数存储及校正输出单元14中，后续ADC去采集任意信号，只要通过参数存储及校正输出单元14将这两个参数补偿回去就可以得到校正后的转换输出值。
从而，通过参考比例生成电路11生成与参考输入电压信号构成预设比例的预设输入电压信号，就可以不用知道参考源具体值的情况下实现各种类型ADC(正偏差型和负偏差型)的增益误差值和失调误差值校正，即可得到准确的误差信息以用于ADC校正。而且，本实施例的校正过程完全自动化，不需要借助外部的校正工具以及专业人员的校正操作，节约了人力成本和操作工时，并且校正效果准确。
可选的，在每次上电使用ADC时均需进行一次上述步骤的校正，以获取每次校正对应的失调误差值和增益误差值，然后将每次获取的失调误差值和增益误差值保存在参数存储及校正输出单元14中，后续信号采集只需要通过校正参数计算补偿回去就可以得到准确的转换输出值。
图5为本发明中参考比例生成电路11的电路机构图；根据图5所示，本实施例中关于参考比例生成电路11的结构包括但不限于以下一种：
该参考比例生成电路11包括：开关和电阻组件；其中，电阻组件包括多个串联的电阻，每个电阻的阻值相同；
其中，所述电阻组件的一端连接所述开关的一端，另一端接地；所述开关的另一端连接参考输入电压供电电路。
在校正过程，开关SW1中闭合，校正完成后断开，以节省功耗。而且，电阻R1，电阻R2，…电阻Rn为n个阻值相等的电阻，对参考输入电压信号VREF进行分压得到V1＝k1*VREF，V2＝k2*VREF。
当然，图5所示仅为该参考比例生成电路11的一种实现方式，该参考比例生成电路11还可包括：采样DAC电路。
具体的，通过以下具体实施例对上述步骤进行详述：假设k1＝1/4,k2＝3/4，则V1＝1/4VREF，V2＝3/4VREF，VREF＝3V，通过仿真显示上述设定参数对应的12bit ADC(N＝12)原始输出结果为：ADC_OUT1＝1023，ADC_OUT2＝3070，从而可得失调误差参数和增益误差参数如下：
Err_Offset＝(ADC_OUT2-3ADC_OUT1)/2＝1
Err_Gain＝(ADC_OUT2-ADC_OUT1)/2N-1＝2047/2048
该某一信号Vx经过校正后的最终输出为：Data_outx＝(ADC_OUTx+1)*2048/2047
假设Vx＝1.625V，VREF＝3V，仿真得到的ADC_OUTx＝2216，ADC_OUT_IDX为2218.7，根据上式得到的校正输出值为2218，和目标值非常接近，达到了校正目的。
图6为本发明第二实施例一种ADC误差自动校正装置的结构示意图。根据图6所示，本发明第二实施例提供了一种ADC误差自动校正装置，该装置包含于所述ADC，所述装置包括：
预设电压信号构建模块110，用于通过参考比例生成电路11生成至少两路分别与参考输入电压信号构成预设比例的预设输入电压信号；
误差计算模块111，用于基于预设转换规则，通过所述预设输入电压信号得到所述ADC校正用对应的失调误差值和增益误差值；
校正模块112，用于基于所述失调误差值和所述增益误差值，对获取的待校正输入电压信号进行校正。
可选的，上述误差计算模块111具体用于：基于所述参考输入电压信号、所述预设输入电压信号、以及理想数字输出值之间的数值转换原则，得到通过所述预设输入电压信号求取对应的理想数字输出值的理想转换关系式；基于所述理想数字输出值、所述失调误差值、所述增益误差值以及原始数字输出值之间的数值转换原则，得到通过所述预设输入电压信号求取对应的原始数字输出值的原始转换关系式；结合所述原始转换关系式和所述理想转换关系式，得到所述ADC校正用对应的失调误差值和增益误差值。
可选的，所述原始转换关系式包括：
ADC_OUT1＝ADC_OUT_ID1*Err_Gain-Err_offset (1)
ADC_OUT2＝ADC_OUT_ID2*Err_Gain-Err_offset (2)
所述理想转换关系式包括：
ADC_OUT_ID1＝V1*(2N/VREF)＝k1*2N (3)
ADC_OUT_ID2＝V2*(2N/VREF)＝＝k2*2N (4)
结合(1)、(2)、(3)和(4)，得到所述失调误差值和所述增益误差值分别为：
Err_Gain＝(ADC_OUT2-ADC_OUT1)/(ADC_OUT_ID2-ADC_OUT_ID1)＝(ADC_OUT2-ADC_OUT1)/(k2*2N–k1*2N)(5)
Err_Offset＝ADC_OUT_ID1*Err_Gain-ADC_OUT1
＝ADC_OUT_ID1*(ADC_OUT2-ADC_OUT1)/(ADC_OUT_ID2-ADC_OUT_ID1)-ADC_OUT1
＝k1*2N*(ADC_OUT2-ADC_OUT1)/(k2*2N–k1*2N)-ADC_OUT1 (6)
其中，VREF为参考输入电压信号的电压值；
V1为任一预设输入电压信号的电压值；k1为所述任一预设输入电压信号与参考输入电压信号的预设比例值，且为常数；V1＝k1*VREF；ADC_OUT1为所述任一预设输入电压信号对应的原始数字输出值；ADC_OUT_ID1为所述任一预设输入电压信号对应的理想数字输出值；
V2为另一预设输入电压信号的电压值；k2为所述另一预设输入电压信号与参考输入电压信号的预设比例值，且为常数；V2＝k2*VREF；ADC_OUT2为所述另一预设输入电压信号对应的原始数字输出值；ADC_OUT_ID2为所述另一预设输入电压信号对应的理想数字输出值；
Err_offset为失调误差值，Err_Gain为增益误差值。
可选的，所述任一预设输入电压信号与所述另一预设输入电压信号满足以下关系：k2>k1，V2>V1，ADC_OUT2>ADC_OUT1，ADC_OUT_ID2>ADC_OUT_ID1。
可选的，所述校正模块112包括：补正单元，用于通过所述失调误差值和所述增益误差值对所述待校正输入电压信号进行补正，得到所述待校正输入电压信号对应的校正后的转换输出值；判断单元，用于判断所述转换输出值与所述待校正输入电压信号对应的理想数字输出值之间的差值是否在允许误差范围值；若是，确定已对所述待校正输入电压信号完成校正，其中，所述转换输出值即为准确的校正输出值。
可选的，在所述通过预设输入电压信号得到对应的失调误差值和增益误差值之后，且在所述基于失调误差值和所述增益误差值，对获取的待校正输入电压信号进行校正之前，所述装置还包括：保存模块，用于将所述失调误差值和所述增益误差值进行存储，以供对后续获取的所述待校正输入电压信号进行补正。
可选的，该参考比例生成电路11包括：开关和电阻组件；其中，电阻组件包括多个串联的电阻，每个电阻的阻值相同；其中，所述电阻组件的一端连接所述开关的一端，另一端接地；所述开关的另一端连接参考输入电压供电电路。
本发明第八实施例提供了一种模数转换电路，包括处理器和存储器；所述存储器用于存储计算机指令，所述处理器用于运行所述存储器存储的计算机指令，以实现上述的一种ADC误差自动校正方法。
本发明第八实施例中的一种电子设备所涉及的名词及实现原理具体可以参照本发明实施例中的第一实施例的一种ADC误差自动校正方法，在此不再赘述。
本发明第九实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个模块，所述一个或者多个模块可被一个或者多个处理器执行，以实现上述的一种ADC误差自动校正方法。
本发明第九实施例中的一种计算机可读存储介质所涉及的名词及实现原理具体可以参照本发明实施例中的第一实施例的一种ADC误差自动校正方法，在此不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种ADC误差自动校正方法，其特征在于，所述方法包括：
通过参考比例生成电路生成至少两路分别与参考输入电压信号构成预设比例的预设输入电压信号；
基于预设转换规则，通过所述预设输入电压信号得到ADC校正用对应的失调误差值和增益误差值；
基于所述失调误差值和所述增益误差值，对获取的待校正输入电压信号进行校正；
所述基于预设转换规则，通过所述预设输入电压信号得到ADC校正用对应的失调误差值和增益误差值，包括：
基于所述参考输入电压信号、所述预设输入电压信号、以及理想数字输出值之间的数值转换原则，得到通过所述预设输入电压信号求取对应的理想数字输出值的理想转换关系式；
基于所述理想数字输出值、失调误差参数、增益误差参数与原始数字输出值之间的数值转换原则，得到通过所述预设输入电压信号求取对应的原始数字输出值的原始转换关系式；
结合所述原始转换关系式和所述理想转换关系式，得到所述ADC校正用对应的失调误差值和增益误差值；
所述原始转换关系式包括：
ADC_OUT1 ＝ADC_OUT_ID1*Err_Gain - Err_offset (1)
ADC_OUT2 ＝ADC_OUT_ID2*Err_Gain - Err_offset (2)
所述理想转换关系式包括：
ADC_OUT_ID1 ＝ V1*(2N/VREF)＝k1*2N (3)
ADC_OUT_ID2 ＝ V2*(2N/VREF)＝ ＝k2*2N (4)
结合(1)、(2)、(3)和(4)，得到所述失调误差值和所述增益误差值分别为：
Err_Gain＝(ADC_OUT2-ADC_OUT1)/(ADC_OUT_ID2-ADC_OUT_ID1)＝(ADC_OUT2-ADC_OUT1)/(k2*2N–k1*2N)(5)
Err_Offset＝ADC_OUT_ID1*Err_Gain-ADC_OUT1
＝ADC_OUT_ID1*(ADC_OUT2-ADC_OUT1)/(ADC_OUT_ID2-ADC_OUT_ID1)-ADC_OUT1
＝ k1*2N *(ADC_OUT2-ADC_OUT1) /( k2*2N–k1*2N) - ADC_OUT1 (6)
其中，VREF为参考输入电压信号的电压值；
V1为任一预设输入电压信号的电压值；k1为所述任一预设输入电压信号与参考输入电压信号的预设比例值，且为常数；V1＝k1*VREF；ADC_OUT1为所述任一预设输入电压信号对应的原始数字输出值；ADC_OUT_ID1为所述任一预设输入电压信号对应的理想数字输出值，N为所述ADC的比特的位数；
V2为另一预设输入电压信号的电压值；k2为所述另一预设输入电压信号与参考输入电压信号的预设比例值，且为常数；V2＝k2*VREF；ADC_OUT2为所述另一预设输入电压信号对应的原始数字输出值；ADC_OUT_ID2为所述另一预设输入电压信号对应的理想数字输出值；
Err_offset为失调误差值，Err_Gain为增益误差值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述任一预设输入电压信号与所述另一预设输入电压信号满足以下关系：
k2>k1，V2>V1，ADC_OUT2>ADC_OUT1，ADC_OUT_ID2>ADC_OUT_ID1。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述失调误差值和所述增益误差值，对获取的待校正输入电压信号进行校正，包括：
通过所述失调误差值和所述增益误差值对所述待校正输入电压信号进行补正，得到所述待校正输入电压信号对应的校正后的转换输出值；
判断所述转换输出值与所述待校正输入电压信号对应的理想数字输出值之间的差值是否在允许误差范围内；
当在允许误差范围内时，确定已对所述待校正输入电压信号完成校正，其中，所述转换输出值即为准确的校正输出值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述通过所述预设输入电压信号得到ADC校正用对应的失调误差值和增益误差值之后，且在所述基于失调误差值和所述增益误差值，对获取的待校正输入电压信号进行校正之前，所述方法还包括：
将所述失调误差值和所述增益误差值进行存储，以供对后续获取的所述待校正输入电压信号进行补正。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考比例生成电路包括：开关和电阻组件；其中，电阻组件包括多个串联的电阻，每个电阻的阻值相同；
其中，所述电阻组件的一端连接所述开关的一端，另一端接地；所述开关的另一端连接参考输入电压供电电路。
6.一种ADC误差自动校正装置，其特征在于，所述装置包括：
预设电压信号构建模块，用于通过参考比例生成电路生成至少两路分别与参考输入电压信号构成预设比例的预设输入电压信号；
误差计算模块，用于基于预设转换规则，通过所述预设输入电压信号得到ADC校正用对应的失调误差值和增益误差值；
校正模块，用于基于所述失调误差值和所述增益误差值，对获取的待校正输入电压信号进行校正；
所述误差计算模块，用于基于所述参考输入电压信号、所述预设输入电压信号、以及理想数字输出值之间的数值转换原则，得到通过所述预设输入电压信号求取对应的理想数字输出值的理想转换关系式；
基于所述理想数字输出值、失调误差参数、增益误差参数与原始数字输出值之间的数值转换原则，得到通过所述预设输入电压信号求取对应的原始数字输出值的原始转换关系式；
结合所述原始转换关系式和所述理想转换关系式，得到所述ADC校正用对应的失调误差值和增益误差值；
所述原始转换关系式包括：
ADC_OUT1 ＝ADC_OUT_ID1*Err_Gain - Err_offset (1)
ADC_OUT2 ＝ADC_OUT_ID2*Err_Gain - Err_offset (2)
所述理想转换关系式包括：
ADC_OUT_ID1 ＝ V1*(2N/VREF)＝k1*2N (3)
ADC_OUT_ID2 ＝ V2*(2N/VREF)＝ ＝k2*2N (4)
结合(1)、(2)、(3)和(4)，得到所述失调误差值和所述增益误差值分别为：
Err_Gain＝(ADC_OUT2-ADC_OUT1)/(ADC_OUT_ID2-ADC_OUT_ID1)＝(ADC_OUT2-ADC_OUT1)/(k2*2N–k1*2N)(5)
Err_Offset＝ADC_OUT_ID1*Err_Gain-ADC_OUT1
＝ADC_OUT_ID1*(ADC_OUT2-ADC_OUT1)/(ADC_OUT_ID2-ADC_OUT_ID1)-ADC_OUT1
＝ k1*2N *(ADC_OUT2-ADC_OUT1) /( k2*2N–k1*2N) - ADC_OUT1 (6)
其中，VREF为参考输入电压信号的电压值；
V1为任一预设输入电压信号的电压值；k1为所述任一预设输入电压信号与参考输入电压信号的预设比例值，且为常数；V1＝k1*VREF；ADC_OUT1为所述任一预设输入电压信号对应的原始数字输出值；ADC_OUT_ID1为所述任一预设输入电压信号对应的理想数字输出值，N为所述ADC的比特的位数；
V2为另一预设输入电压信号的电压值；k2为所述另一预设输入电压信号与参考输入电压信号的预设比例值，且为常数；V2＝k2*VREF；ADC_OUT2为所述另一预设输入电压信号对应的原始数字输出值；ADC_OUT_ID2为所述另一预设输入电压信号对应的理想数字输出值；
Err_offset为失调误差值，Err_Gain为增益误差值。
7.一种模数转换电路，其特征在于，包括处理器和存储器；
所述存储器用于存储计算机指令，所述处理器用于运行所述存储器存储的计算机指令，以实现权利要求1至5中任一项所述的一种ADC误差自动校正方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现权利要求1至5中任一项所述的一种ADC误差自动校正方法。
CN201910944091.7A 2019-09-30 2019-09-30 Adc误差自动校正方法、装置、模数转换电路及存储介质 Active CN112583405B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910944091.7A CN112583405B (zh) 2019-09-30 2019-09-30 Adc误差自动校正方法、装置、模数转换电路及存储介质
PCT/CN2020/100324 WO2021063058A1 (zh) 2019-09-30 2020-07-06 Adc误差自动校正方法、装置、模数转换电路及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910944091.7A CN112583405B (zh) 2019-09-30 2019-09-30 Adc误差自动校正方法、装置、模数转换电路及存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112583405A CN112583405A (zh) 2021-03-30
CN112583405B true CN112583405B (zh) 2024-04-09

Family

ID=75116618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910944091.7A Active CN112583405B (zh) 2019-09-30 2019-09-30 Adc误差自动校正方法、装置、模数转换电路及存储介质

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN112583405B (zh)
WO (1) WO2021063058A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113252956B (zh) * 2021-04-08 2023-01-17 广州致远电子股份有限公司 一种具有adc线性校准功能的示波器
CN113422606B (zh) * 2021-07-06 2023-08-11 珠海格力电器股份有限公司 Ad转换器误差校准方法、装置、控制器和伺服驱动器
CN113612478B (zh) * 2021-07-22 2022-06-28 珠海海奇半导体有限公司 一种adc按键电路校准方法、系统、存储介质及按键电路
CN114374387A (zh) * 2021-12-28 2022-04-19 北京博电新力电气股份有限公司 模数转换方法、装置、设备及计算机存储介质
CN115314045B (zh) * 2022-10-08 2023-01-20 深圳市好盈科技股份有限公司 指拨输出区间的自适应校准方法、系统、设备及介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9206963D0 (en) * 1991-06-21 1992-05-13 Crystal Semiconductor Corp Ratiometric a/d converter with non-ratiometric error offset
JP2008294751A (ja) * 2007-05-24 2008-12-04 Sumitomo Electric Ind Ltd Ａ／ｄ変換回路
CN101355362A (zh) * 2007-07-23 2009-01-28 联发科技股份有限公司 模拟至数字转换器及其进行增益误差校正的方法
CN101657969A (zh) * 2007-04-17 2010-02-24 密克罗奇普技术公司 使用内部电压参考的模-数转换器偏移和增益校准
CN102647187A (zh) * 2011-02-17 2012-08-22 台湾积体电路制造股份有限公司 Adc校准装置
CN108471313A (zh) * 2018-03-12 2018-08-31 东南大学 一种基于数模混合信号的tiadc系统校准方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105577189B (zh) * 2015-12-16 2019-09-27 上海移为通信技术股份有限公司 一种高精度adc校准方法
CN106385257A (zh) * 2016-10-26 2017-02-08 苏州迅芯微电子有限公司 应用于时间交织模数转换器的校准算法
US10389374B1 (en) * 2018-07-11 2019-08-20 SiTune Corporation Offset calibration of analog-to-digital converters using a spectrum analyzer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9206963D0 (en) * 1991-06-21 1992-05-13 Crystal Semiconductor Corp Ratiometric a/d converter with non-ratiometric error offset
CN101657969A (zh) * 2007-04-17 2010-02-24 密克罗奇普技术公司 使用内部电压参考的模-数转换器偏移和增益校准
JP2008294751A (ja) * 2007-05-24 2008-12-04 Sumitomo Electric Ind Ltd Ａ／ｄ変換回路
CN101355362A (zh) * 2007-07-23 2009-01-28 联发科技股份有限公司 模拟至数字转换器及其进行增益误差校正的方法
CN102647187A (zh) * 2011-02-17 2012-08-22 台湾积体电路制造股份有限公司 Adc校准装置
CN108471313A (zh) * 2018-03-12 2018-08-31 东南大学 一种基于数模混合信号的tiadc系统校准方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021063058A1 (zh) 2021-04-08
CN112583405A (zh) 2021-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112583405B (zh) Adc误差自动校正方法、装置、模数转换电路及存储介质
US10560112B2 (en) Capacitor order determination in an analog-to-digital converter
US5465092A (en) Pipelined analog-to-digital converter with curvefit digital correction
US8284093B2 (en) Successive approximation A/D converter
CN107994903B (zh) 模数转换电路及流水线模数转换器
US11595052B2 (en) Pipelined analog-to-digital converter and output calibration method thereof
CN102082572A (zh) 电容器阵列的校正方法和电容器阵列的校正装置
CN102171931A (zh) 数据转换电路及其方法
CN104518797B (zh) 一种用于高精度模数转换器中的抖动电路
US20160079995A1 (en) Error Measurement and Calibration of Analog to Digital Converters
CN104054269A (zh) 用于校准流水线模数转换器的方法和装置
CN107145182A (zh) 输入电压型模拟电阻器及电阻控制方法
JP2011138504A (ja) 信号監視システム
CN114499521A (zh) 信号校准方法、装置、计算机设备及存储介质
TWI580194B (zh) 具有自我校正機制的晶片與其校正方法
CN112816088A (zh) 一种自适应量程切换温度传感器
US20100066574A1 (en) Hybrid Analog to Digital Converter Circuit and Method
KR20090085283A (ko) 아날로그 디지털 변환기의 오차 보정 장치 및 방법
JPH05504242A (ja) デジタル信号からアナログ信号へ変換する方法および装置
CN112182493B (zh) 模拟量校准方法、装置、电子设备及存储介质
JP2020134514A (ja) センサー装置及びセンサー装置の動作方法
CN113437974B (zh) 单斜坡模数转换器校准方法及系统
CN109408970A (zh) 一种模数转换方法、装置及一种模数转换器
US9417644B2 (en) Apparatus for and method of controlling power supply system
CN112578843A (zh) 基于集成电路的电压修调方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant