CN102098050A - 一种基于增益误差自记忆补偿的信号采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于增益误差自记忆补偿的信号采集方法。该方法包含如下步骤：a.信号采集系统校验：信号采集系统前端调理电路具有多路可选增益，还具有AD转换器、数据运算单元和非易失存储器件EPROM；其由数据运算单元根据基准信号对应的基准数字信号计算获得各路增益误差，并根据各路增益的线性性计算获得各路增益误差补偿因子，将各路增益补偿因子存入非易失存储器件EPROM；b.常规信号采集：由数据运算单元根据存储在非易失存储器件EPROM中的该增益电路的增益补偿因子对该常规信号的数字信号进行自动补偿，从而获得补偿后数字信号。本发明摒弃了传统信号采集系统通过调整电位器，修正增益误差的设计思路。改用增益误差自动记忆补偿的方法，提高信号采集的精确度。

Description

一种基于增益误差自记忆补偿的信号采集方法

技术领域：

本发明属于电子技术领域，特指一种基于增益误差自记忆补偿的信号采集方法。

背景技术：

现代数字信号处理系统中，在待采集信号进入模数转换单元前，要对模拟信号按指定比例放大或缩小，以满足模数转换的要求，当采样信号的幅度变化范围较宽是，前端处理可以采用多路增益可选的方式处理，这样可以提高待采样信号的数字分辨率。传统信号采集电路，为保证采集精度常规做法是：一方面，在各增益电路中使用电位器，通过人工调整这些电位器值的大小，实现增益倍数的调整；另一方面，增益电路中选择相当高精度电子元器件(电阻等)。众所周知，即使是高精度的电子元器件，其电气参数也会随着时间和外界环境的变化而发生变化，产生精度偏差，从而产生增益误差。传统信号采集系统中，解决增益误差的方法，通常是人工调整增益电路中的电位器。

通过上述分析，可以得到一个结论：传统信号采集前端增益误差处理有明显缺点：一是，电路设计中对电子元器件的选择条件苛刻，增加了物料成本；二是，人工调整电位器校准误差是费时又费力的工作。

发明内容：

本发明的目的在于解决现有技术的上述问题，提供一种基于增益误差自记忆补偿的信号采集方法。

本发明实现其目的采用的技术方案是：一种基于增益误差自记忆补偿的信号采集方法，该信号采集方法包含如下步骤：

a.信号采集系统校验：

所述信号采集系统具有多路增益电路及对应的增益选择开关，还具有AD转换器、数据运算单元和非易失存储器件EPROM；

其校验方法为：各路增益电路分别采集一基准信号，经过增益电路增益后进行AD转换获得待校正数字信号，再由数据运算单元根据基准信号对应的基准数字信号计算获得各路增益误差，并根据各路增益的线性性计算获得各路增益补偿因子，将各路增益补偿因子存入非易失存储器件EPROM；

b.常规信号采集：

通过增益选择开关选择至少一路增益电路，采集未知的常规信号，经过该增益电路增益后进行AD转换获得该常规信号的数字信号，由数据运算单元根据存储在非易失存储器件EPROM中的该增益电路的增益补偿因子对该常规信号的数字信号进行自动补偿，获得补偿后的数字信号。

采用本发明所述的技术方案，摒弃了传统信号采集系统通过调整电位器，修正增益误差的设计思路。改用增益误差自动记忆补偿的方法，提高了信号采集的精确度。与传统方法相比，第一：信号采集系统硬件电路设计得到简化，物料成本降低；第二：采用增益误差自动记忆补偿方案，可以利用软件完成增益误差记忆和自动补偿，更方便，更准确，更智能。

附图说明：

图1是本发明中信号采集系统的结构组成框图；

图2是本发明中信号采集系统校验的流程图；

图3是本发明中常规信号采集的流程图；

图4是本发明一种实施例中信号采集系统校验的流程图；

图5是本发明实施例中进行常规信号采集的流程图。

具体实施方式：

如图1所示，本发明所述的基于增益误差自记忆补偿的信号采集方法中，所用的信号采集系统包括多路增益电路及对应的增益选择开关，还具有AD转换器、数据运算单元和非易失存储器件EPROM。

在本发明所述的信号采集方法中，主要包含以下两个步骤，首先，如图2所示，其校验方法为：各路增益电路分别采集一基准信号，经过增益电路增益后进行AD转换获得待校正数字信号，再由数据运算单元根据基准信号对应的基准数字信号计算获得各路增益误差，并根据各路增益的线性性计算获得各路增益补偿因子，将各路增益补偿因子存入非易失存储器件EPROM；

其次，如图3所示，常规信号采集：通过增益选择开关选择一路增益电路，采集未知的常规信号，经过该增益电路增益后进行AD转换获得该常规信号的数字信号，由数据运算单元根据存储在非易失存储器件EPROM中的该增益电路的增益补偿因子对该常规信号的数字信号进行自动补偿，获得补偿后的数字信号。

采用本发明所述的技术方案，摒弃了传统信号采集系统通过调整电位器，修正增益误差的设计思路。改用增益误差自动记忆补偿的方法，实现信号的精确采集。与传统方法相比，第一：信号采集系统硬件电路设计得到简化，物料成本降低；第二：采用增益误差自动记忆补偿方案，可以利用软件完成增益误差记忆和自动补偿，更方便，更准确，更智能。

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。

实施例：本发明在电源测量仪器中的应用

结合图3、图4所示，该电源测量仪器的硬件单元由DSP芯片，EPROM，ADC模数转换芯片，LCD显示器，多路增益选择开关以及多路调理电路组成。

首先，如图4所示，测量仪器执行增益误差记忆存储，此时外接一个标准电压源(如15V直流电源)，DSP控制增益选择开关依次闭合，每闭合一路增益开关，仪器执行以下动作：对15V电压源，AD采样，DSP计算采样数据，并得出该增益对应的增益误差补偿因子，进而存储该补偿因子于非易失存储器件EPROM中。本实施例中该测量仪器有四路增益电路，所以进行四次误差补偿因子的计算与存储，即信号采集系统的校验完成。

误差补偿因子存储后，就可以进入常规测量过程了。如图5所示，待测电压信号经过某一增益电路调理后，被ADC采样，DSP根据对应的具体增益电路对采集数据一一进行误差补偿。DSP对补偿后的数据进行电压计算与分析，并将结果显示于LCD。

Claims (1)

1.一种基于增益误差自记忆补偿的信号采集方法，其特征在于：该分析方法包含如下步骤：

a.信号采集系统校验：

所述信号采集系统具有多路增益电路及对应的增益选择开关，还具有AD转换器、数据运算单元和非易失存储器件EPROM；

其校验方法为：各路增益电路分别采集一基准信号，经过增益电路增益后进行AD转换获得待校正数字信号，再由数据运算单元根据基准信号对应的基准数字信号计算获得各路增益误差，并根据各路增益的线性性计算获得各路增益补偿因子，将各路增益补偿因子存入非易失存储器件EPROM；

b.常规信号采集：

通过增益选择开关选择至少一路增益电路，采集未知的常规信号，经过该增益电路增益后进行AD转换获得该常规信号的数字信号，由数据运算单元根据存储在非易失存储器件EPROM中的该增益电路的增益补偿因子对该常规信号的数字信号进行自动补偿，获得补偿后的数字信号。

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