一种积分型模数转换器参考电荷补偿方法及装置

文档序号:28218632发布日期:2021-12-28 23:15阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种积分型模数转换器参考电荷补偿方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,将被测电压信号接入第一积分电路对第一积分电容进行充电,充电时间为固定时间t1;步骤2,将被测电压信号接入第二积分电路对第二积分电容进行充电,充电时间为固定时间t2,同时,将程控电压参考源接入第一积分电路对第一积分电容进行电荷补偿,记录补偿时间t
a
,其中,所述t2≥t
a
;步骤3,将被测电压信号接入第一积分电路对第一积分电容进行充电,充电时间为固定时间t1,同时,将程控电压参考源接入第二积分电路对第二积分电容进行电荷补偿,记录补偿时间t
b
,其中,所述t1≥t
b
;步骤4,重复执行步骤2和步骤3若干次后结束第一积分阶段。2.根据权利要求1所述的积分型模数转换器参考电荷补偿方法,其特征在于,步骤2中所述电荷补偿的具体步骤包括:a1:通过控制器设置程控电压参考源初始电压幅值并使程控电压参考源极性与所述被测电压信号相反;a2:将程控电源参考源接入第一积分电路对第一积分电容进行电荷补偿,并同时检测第一过零比较器输出电平变化和第一时间计数器计数值,若补偿时间t
a
=t2,则结束电荷补偿,进行步骤3,若补偿时间t
a
<t2且第一过零比较器输出电平变化,则继续执行步骤a3;a3:以固定倍率x缩小程控电压参考源输出电压幅值并改变极性,然后返回执行步骤a2。3.根据权利要求2所述的积分型模数转换器参考电荷补偿方法,其特征在于,所述步骤a3还可以是:以固定倍率x缩小程控电压参考源输出电压幅值并改变极性,若此时程控电压参考源输出电压幅值大于等于|v
ref
|,则返回执行a2,反之则断开程控电压参考源信号并等待第二积分电容充电时间至t2后继续执行步骤3,其中,|v
ref
|表征为最小参考电荷补偿速率对应的参考电压。4.根据权利要求1所述的积分型模数转换器参考电荷补偿方法,其特征在于,步骤3中所述电荷补偿的具体步骤包括:b1:通过控制器设置程控电压参考源初始电压幅值并使程控电压参考源极性与所述被测电压信号相反;b2:将程控电源参考源接入第二积分电路对第二积分电容进行电荷补偿,并同时检测第二过零比较器输出电平变化和第二时间计数器计数值,若补偿时间t
b
=t1,则结束电荷补偿,进行步骤4,若补偿时间t
b
<t1且第二过零比较器输出电平变化,则继续执行步骤b3;b3:以固定倍率x缩小程控电压参考源输出电压幅值并改变极性,然后返回执行步骤b2。5.根据权利要求4所述的积分型模数转换器参考电荷补偿方法,其特征在于,所述步骤b3还可以是:以固定倍率x缩小程控电压参考源输出电压幅值并改变极性,若此时程控电压参考源输出电压幅值大于等于|v
ref
|,则返回执行b2,反之则断开程控电压参考源信号并等待第二积分电容充电时间至t1后继续执行步骤4,其中,|v
ref
|表征为最小参考电荷补偿速率对应的参考电压。6.根据权利要求2或3所述的积分型模数转换器参考电荷补偿方法,其特征在于,步骤1
和步骤3中所述的固定充电时间t1和步骤2所述的固定充电时间t2设为相等。7.根据权利要求1所述的积分型模数转换器参考电荷补偿方法,其特征在于,在执行步骤1之前还包括初始化步骤:通过第一电荷释放电路和第二电荷释放电路将第一积分电容和第二积分电容中的残余电荷释放清零。8.一种积分型模数转换器参考电荷补偿装置,其特征在于,包括:第一积分电路,所述第一积分电路包括依次串联的第一程控多路开关、第一积分器和第一过零比较器,所述第一程控多路开关包括至少两个输入端和一个输出端;第二积分电路,所述第二积分电路包括依次串联的第二程控多路开关、第二积分器和第二过零比较器,所述第二程控多路开关包括至少两个输入端和一个输出端;程控电压参考源,所述程控电压参考源用于给所述第一积分电路和所述第二积分电路输出可调节的参考电压,所述程控电压参考源同时电连接第一程控多路开关的第一输入端和第二程控多路开关的第一输入端;被测电压信号输入端,所述被测电压信号输入端同时电连接第一程控多路开关的第二输入端和第二程控多路开关的第二输入端;计时模块,所述计时模块用于测量第一积分电路和第二积分电路的积分时间t1和t2,以及参考电荷补偿的实际时间t
a
和t
b
;控制器,所述控制器被配置为基于所述第一过零比较器和第二过零比较器输出信号以控制所述程控电压参考源、第一程控多路开关、第二程控多路开关和计时模块工作。9.根据权利要求8所述的一种积分型模数转换器参考电荷补偿装置,其特征在于,所述第一积分电容两端并联有第一电荷释放电路,所述第一电荷释放电路包括相互串联的第一功率电阻和第一程控单路开关,所述第二积分电容两端并联有第二电荷释放电路,所述第二电荷释放电路包括相互串联的第二功率电阻和第二程控单路开关,所述控制器同时电连接所述第一程控单路开关和所述第二程控单路开关的控制端。10.根据权利要求8所述的一种积分型模数转换器参考电荷补偿装置,其特征在于,所述计时模块包括:用于测量第一积分电路的被测电压积分时间t1、参考电荷补偿时间t
a
的第一时间计数器和用于测量第二积分电路的被测电压积分时间t2、参考电荷补偿时间t
b
的第二时间计数器;或用于测量被测电压信号积分时间t1、t2的第一时间计数器和用于测量参考电荷补偿时间t
a
、t
b
的第二时间计数器。

技术总结
本发明提供了一种积分型模数转换器参考电荷补偿方法,包括如下步骤:步骤1,将被测电压信号接入第一积分电路对第一积分电容进行充电,充电时间为固定时间T1;步骤2,将被测电压信号接入第二积分电路对第二积分电容进行充电,充电时间为固定时间T2,同时,将程控电压参考源接入第一积分电路对第一积分电容进行电荷补偿,记录补偿时间T


技术研发人员:钱璐帅 富雅琼 赵建亭 屈继峰 周琨荔 鲁云峰
受保护的技术使用者:中国计量大学
技术研发日:2021.08.31
技术公布日:2021/12/27
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