增益校准的制作方法

文档序号:9226129阅读:535来源:国知局
增益校准的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请的实施方案涉及电子设备,并且更具体地在一个或多个实施方案中,涉及校正数据采集系统的增益。
【背景技术】
[0002]在采用自动增益控制的数据采集系统中,由于保持信号最低水平精度变化所需的必要的增益量随着信号的变化而变化,所以用于提供所述增益元件也要发生变化。这可能会导致在每个有源增益范围获得独特的状态。有助于状态的独特性两个状态变量是偏移误差和放大误差。因此,归一化的时域信号可能在增益转换位置遇到不连续性。这些不连续性通常导致系统的非线性,引起失真。
[0003]避免这种不连续性的典型方法是在制造过程中执行手动增益校准。一次性手动工厂校准具有无法容易适应系统在如温度、电源电压以及组件老化的变化的操作条件下,维持参数精度所需水平的固有缺点。此外,在制造中所有增益范围的手动校准通常在测试仪上消耗大量时间。而越长的测试时间会使制造成本越高。

【发明内容】

[0004]电路或装置,被描述成可以为数据采集系统减少手动增益校准的量,也可以经过一段时间继续适应该系统的传递功能以保持在系统运行寿命期间的精度,从而增加鲁棒性(robustness)。
[0005]在一些实施方案中,一种校准数据采集系统的电子实现的方法被提供。该方法包括:确定数据信号的幅度是否在第一增益范围内,通过至少部分基于确定的数据信号的幅度在第一增益范围内的第一增益量放大输入信号,确定数据信号的幅度是否进入第二增益范围,通过至少部分基于确定的数据信号的幅度进入第二增益范围和至少放大校准值或偏移校准值中的一个的第二增益量放大输入信号,调整至少基于检测到的数据信号放大误差的放大校准值,以及调整至少基于检测的数据信号偏移误差的偏移校准值。在一些实施方案中,第一放大范围和第二放大范围是不同的。
[0006]在某些实施方案中,一种用于校准数据采集系统的电子实现的方法被提供。该方法包括确定数据信号满足增益范围阈值,通过至少部分基于一个或多个放大校准值、一个或多个偏置校准值以及确定数据信号满足增益范围阈值的增益量放大输入信号,调整至少基于一个确定的数据信号放大误差的一个或多个放大校准值,并且调整至少基于一个确定的数据信号偏移误差的一个或多个偏移校准值。
[0007]在一些实施方案中,放大误差通过确定数据信号的第一斜率来被确定,其中第一斜率至少部分基于满足增益范围阈值的数据信号之前时间的数据信号幅度,确定数据信号幅度的第二斜率,其中第二斜率至少部分基于满足增益范围阈值的数据信号之后时间的数据信号幅度,并且确定至少部分基于第一斜率和第二斜率之间的差的放大误差。
[0008]在某些实施方案中,一个或多个放大校准值至少部分基于一个或多个预先确定的放大误差。在一些实施方案中,一个或多个放大校准值至少部分基于一个或多个预先确定的放大误差的平均值。在某些实施方案中,一个或多个预先确定的放大误差至少部分基于确定了一个或多个预先确定的放大误差的顺序加权。
[0009]在一些实施方案中,确定第一斜率包括确定在满足第一斜率阈值数据信号的幅度和满足第二斜率阈值数据信号的幅度之间经过的时间量,并且其中确定第二斜率包括确定在满足第三斜率阈值数据信号的幅度和满足第五斜率阈值数据信号的幅度之间经过的时间量。在某些实施方案中,确定第一斜率包括确定满足增益范围阈值的数据信号之前的预先确定的时间段的幅度变化和确定第二斜率包括确定满足增益范围阈值的数据信号之后的预先确定的时间段的幅度变化。
[0010]在一些实施方案中,偏移误差被确定通过确定在第一时间数据信号的第一幅度测量值,其中第一时间是指满足增益范围阈值的信号之前,确定在第二时间数据信号的第二幅度测量值,其中,第二时间是指满足增益范围阈值的数据信号之后,确定至少部分基于第一幅度测量值的第二时间数据信号的期望值,以及确定至少部分基于第二幅度测量值和期望值之间的差的偏移误差。在某些实施方案中,一个或多个偏移校准值至少部分基于一个或多个预先确定的偏移误差。在一些实施方案中,一个或多个偏移量校准值包括一个或多个预先确定的偏移误差的平均值。在某些实施方案中,一个或更多个预先确定的偏移误差至少部分基于确定了一个或多个预先确定的偏移误差的顺序加权。
[0011]在一些实施方案中,提供了一种系统,其包括配置以通过至少部分基于从增益控制器接收到的控制信号的第一增益因子来放大输入信号的增益电路和增益控制器。该增益控制器,在某些实施方案中,可以配置以使增益电路通过至少部分基于确定的对应于输入信号满足增益范围的增益阈值的数据信号的第二增益因子来放大输入信号,使至少增益电路和数字增益调整器中的一个来调整至少部分基于校准值的输入信号,确定至少用于增益范围的偏移误差和用于增益范围的放大误差中的一个,并调整至少部分基于至少确定的偏移误差和确定的放大误差的校准值中的一个。在一些实施方案中,增益控制器还配置以确定用于增益范围的偏移误差和用于增益范围的放大误差,并且调整至少部分基于确定的偏移误差和确定的放大误差的校准值。在某些实施方案中,为了确定放大误差,增益控制器被配置以确定数据信号的第一斜率,其中第一斜率至少部分基于满足增益范围阈值的数据信号之前的数据信号幅度,确定数据信号的第二斜率,其中第二斜率至少部分基于满足增益范围阈值的数据信号之后的数据信号幅度,并确定至少部分基于第一斜率和第二斜率之间的差的放大误差。
[0012]在一些实施方案中,校准值至少部分基于一个或多个预先确定的偏移误差。在某些实施方案中,一个或多个预先确定的偏移误差至少部分基于增益控制器确定了一个或多个预先的偏移误差的顺序加权。在一些实施方案中,为了确定偏移误差,增益控制器被配置以确定数据信号的第一幅度测量值,其中第一幅度测量值至少部分基于满足增益范围阈值的数据信号之前的数据信号幅度,确定数据信号的第二幅度测量值,其中第二幅度测量值至少部分基于满足增益范围阈值的数据信号之后的数据信号幅度,确定该至少部分基于第一幅度测量值地数据信号的预期值,并确定至少基于第二幅度测量值和预期值之间的差的偏移校准值。在某些实施方案中,校准值至少部分基于一个或多个预先确定的偏移误差。
【附图说明】
[0013]图1是用于校准增益的系统的一个实施方案的示意框图。
[0014]图2A是系统中偏移误差的一个实施方案的曲线示意图。
[0015]图2B是系统中增益误差的一个实施方案的曲线示意图。
[0016]图3是系统中用于校准偏移误差和增益误差的一个实施方案的流程示意图。
[0017]图4A是系统中用于识别偏移误差的一个实施方案的曲线示意图。
[0018]图4B是系统中用于识别增益误差的一个实施方案的曲线示意图。
[0019]图5是系统中用于校准放大误差的一个实施方案的流程示意图。
[0020]图6是系统中用于校准偏移误差的一个实施方案的流程示意图。
【具体实施方式】
[0021]某些实施方案的以下详细描述中提出了本申请的具体实施方案的各种描述。然而,本申请的其他实施方案可以以权利要求书所定义和涵盖的多种不同的方式来实现。在本说明书中,可以参考附图,其中类似的参考数字可以指示相似的元件。
[0022]在数据采集系统中,通常根据输入信号和/或经处理的数据信号的幅度使用不同的增益设置。该输入信号可以是系统的输入端的信号,并且经处理的数据信号(也称为数据信号)可对应于被处理后的输入信号(例如,放大、衰减、数字化、过滤、调整,和/或归一化的,等等)。在某些情况下,输入信号可能已经具有与其相关联的增益(例如,预先已被另一个系统、组件等放大的,和/或系统已经可能被配置以通过一定数量等放大输入信号),在其他情况下也可能不是。
[0023]作为一个例子,不应被解释为限制性的,如果处理后的数据信号是比较小的,该系统可以使用四增益因子以增加输入信号的幅度(或在输入信号已经具有与其相关联的增益的事件中,进一步增加输入信号的幅度)。如果数据信号满足第一增益范围阈值,数据采集系统可减少增益因子到二,并且如果数据信号满足第二增益范围阈值,数据采集系统可减少增益因子到一(或单位)或衰减信号。然而,如前面提到的,当不同的增益因子之间的系统转换时,误差可被引入。例如,增益误差(也被称为放大误差)和偏移误差可被引入。这些误差可导致在数据信号和失真中的不连续性。
[0024]为了解决这个问题,一个数据采集系统可包括被配置以识别和纠正所引入的错误,如放大误差和偏移误差的校准控制器。在一些实施方案中,为了识别偏移误差,校准控制器可将在从第一增益因子到第二增益因子的增益变化之前(例如,当归一化的数据信号的幅度在第一增益范围内)的归一化的数据信号的幅度(例如,输入信号至少已经被归一化)与增益变化到第二增益因子之后的归一化数据信号(例如,当归一化的数据信号的幅度在第二增益范围内)进行比较。识别后,校准控制器可使用所识别的偏移误差来调整将来转换到第二增益因子的偏移校准值。在某些实施方案中,系统可以将增益变化之前的数据信号(没有归一化)与增益变化之后的数据信号进行比较。
[0025]在某些实施方案中,为了识别放大误差,校准控制器可将增益变化到第二增益因子(例如,当数据信号的幅度在第一增益范围内)之前的数据信号的斜率与增益变化到第二增益因子(例如,当数据信号的幅度在第二增益范围内)之后数据信号的斜率进行比较。识别后,校准控制器可使用放大误差来调整将来转换到第二增益因子的放大校准值。在一些实施方案中,校准控制器可使用所识别的偏移和/或放大误差来调整第二增益因子的校准值。校准过程用于数据采集系统可以有利地在后台执行,而不会产生停机时间。
[0026]图1是包括被配置以在系统中校准放大和偏移误差的校准控制器的系统100的一个实施方案的示
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