CN111221371A - 模拟电压输出方法、系统、设备以及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种模拟电压输出方法、系统、设备以及计算机可读存储介质,所述模拟电压输出方法包括:获取用于供电的电压源的输出电压;根据所述电压源的输出电压获取对应的校正系数;根据所述校正系数调整输出的模拟电压。本发明实施例通过检测用于供电的电压源的输出电压,并根据电压源的输出电压对输出的模拟电压进行调整,从而无需外部校正工装即可大大提高模拟电压的输出精度。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电压控制领域,更具体地说,涉及一种模拟电压输出方法、系统、设备以及计算机可读存储介质。
背景技术
在电子设备中,很多电子模块在工作工程中都需要消耗电能,以实现相应的功能。由于电子模块中的各个电子元件都有一定的耐压范围,因此电子模块的供电电压(模拟电压)的精确性和稳定性对电子模块工作的稳定性、使用寿命具有较大的影响。
通常,电子模块的供电电压由电压转换模块(该电压转换模块包括控制器)提供,为保证电压转换模块输出的模拟电压的精度,需使用外部工装对电压转换模块的输出的模拟电压进行校准。在校准时,外部工装先采样电压转换模块的输出电压,并将采样的电压返回给电压转换模块的控制器,再由控制器将给定信号与采样的电压进行比较,生成校正曲线并写入到该控制器,从而电压转换模块可根据上述校正曲线提高输出的模拟电压的精度。
然而,由于上述校正过程需使用外部工装,不仅校准成本高昂,而且操作复杂。此外,若电压转换模块的电压源的负载出现变化,或者出现温度漂移,会导致电压源的输出电压相应变化,从而导致电压转换模块的校正曲线失效,电压转换模块的输出的模拟电压的准确度降低。
发明内容
本发明实施例针对上述提高模拟电压精度成本高、操作复杂,以及在电压源不稳定时影响精度的问题,提供一种模拟电压输出方法、系统、设备以及计算机可读存储介质。
本发明实施例解决上述技术问题的技术方案是,提供一种模拟电压输出方法,包括:
获取用于供电的电压源的输出电压;
根据所述电压源的输出电压获取对应的校正系数;
根据所述校正系数调整输出的模拟电压。
优选地,所述根据所述校正系数调整输出的模拟电压,包括:
生成脉冲宽度调制信号,所述脉冲宽度调制信号的峰值电压为所述电压源的输出电压,且所述脉冲宽度调制信号的占空比与所述校正系数相关;
将所述脉冲宽度调制信号转换为模拟电压并输出。
优选地,所述根据所述校正系数调整输出的模拟电压,还包括:
获取模拟电压输出指令;
根据所述模拟电压输出指令中的模拟电压值获取占空比基准值;所述脉冲宽度调制信号的占空比为所述占空比基准值与所述校正系数的乘积。
优选地,所述方法包括:
创建第一曲线,且所述第一曲线的自变量为电压值、因变量为校正系数值;
创建第二曲线,且所述第二曲线的自变量为模拟电压值,因变量为占空比值;
所述获取与电压源的输出电压对应的校正系数,包括:将所述电压源的电压作为所述第一曲线的自变量获得与电压源的输出电压对应的校正系数;
所述根据模拟电压输出指令中的模拟电压值获取占空比基准值,包括:将所述模拟电压输出指令中的模拟电压值作为所述第二曲线的自变量获得所述占空比基准值。
本发明实施例还提供一种模拟电压输出系统,包括供电电压获取单元、校正系数获取单元以及输出电压调整单元,其中:
所述供电电压获取单元,用于获取供电电压源的输出电压;
所述校正系数获取单元,用于根据所述电压源的输出电压获取对应的校正系数;
所述输出电压调整单元,用于根据所述校正系数调整输出的模拟电压。
优选地,所述输出电压调整单元包括PWM信号创建子单元以及电压转换子单元,其中:
所述PWM信号创建子单元,用于生成脉冲宽度调制信号,所述脉冲宽度调制信号的峰值电压为所述电压源的电压,且所述脉冲宽度调制信号的占空比与所述校正系数相关;
所述电压转换子单元,用于将所述脉冲宽度调制信号转换为模拟电压并输出。
优选地,所述输出电压调整单元还包括占空比获取子单元;
所述占空比获取子单元,用于根据模拟电压输出指令中的模拟电压值获取占空比基准值;所述PWM信号创建子单元将所述占空比基准值与所述校正系数的乘积作为所述脉冲宽度调制信号的占空比。
优选地,所述系统还包括第一曲线创建单元和第二曲线创建单元;
所述第一曲线创建单元,用于创建第一曲线,且所述第一曲线的自变量为电压值、因变量为校正系数值;所述校正系数获取单元将所述电压源的电压作为所述第一曲线的自变量获得所述校正系数;
所述第二曲线创建单元,用于创建第二曲线,且所述第二曲线的自变量为模拟电压值,因变量为占空比;所述占空比获取子单元将所述模拟电压输出指令中的模拟电压值作为所述第二曲线的自变量获得所述占空比基准值。
本发明实施例还提供一种模拟电压输出设备,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有可在所述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所述模拟电压输出方法的步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现如上所述模拟电压输出方法的步骤。
本发明实施例的模拟电压输出方法、系统、设备以及计算机可读存储介质,通过检测用于供电的电压源的输出电压,并根据电压源的输出电压对输出的模拟电压进行调整,从而无需外部校正工装即可大大提高模拟电压的输出精度。并且,本发明实施例可根据电压源的输出电压的实时检测值,对输出的模拟电压进行自适应调整,进一步提高了输出的模拟电压的精度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的模拟电压输出方法的流程示意图;
图2是本发明实施例提供的模拟电压输出方法的应用的示意图;
图3是本发明实施例提供的模拟电压输出方法中的第一曲线的示意图;
图4是本发明实施例提供的模拟电压输出方法中的第二曲线的示意图;
图5是本发明实施例提供的模拟电压输出方法中的脉冲宽度调制信号的示意图;
图6是本发明实施例提供的模拟电压输出方法中的脉冲宽度调制信号经滤波处理后的示意图;
图7是本发明实施例提供的模拟电压输出方法中的脉冲宽度调制信号经放大处理后的示意图;
图8是本发明实施例提供的模拟电压输出系统的示意图;
图9是本发明实施例提供的模拟电压输出设备的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。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。
如图1所示,是本发明实施例提供的模拟电压输出方法的流程示意图,该模拟电压输出方法可向负载(例如电子设备中的电子模块)输出具有较高精度的供电电压(模拟电压),例如,该模拟电压输出方法可应用于如图2所示的空调控制器,在该空调控制中,通过处理器21接收模拟电压输出指令,并由处理器21根据上述模拟电压输出指令实现模拟电压输出控制。本实施例的模拟电压输出方法包括:
步骤S11:获取用于供电的电压源的输出电压。
具体地,结合图2所示,该步骤可结合连接到处理器21的AI引脚的采样单元22实现。例如,上述采样单元22包括两个采样电阻R1、R2,且该两个采样电阻R1、R2串联连接在电压源的输出端以及参考地之间,处理器21的AI引脚连接到采样电阻R1和采样电阻R2的链接点。处理器21可根据两个采样电阻R1、R2的阻值获得电压源的输出电压V1。当然,在实际应用中,也可通过其他方式获取电压源的输出电压。
并且,在具体实现时,处理器21可通过Vref引脚获取基准电压,并将上述基准电压作为判断电压源的输出电压的值的依据。上述Vref引脚连接到一个基准单元23,该基准单元23可采用高精度电路,并用于将供电电压V2转换为高精度的基准电压。例如,当电压源的输出电压VDD为3.3V时,基准单元23的输入端可连接5V电压,并将该5V电压转换为高精度的3.3V电压输出。
步骤S12:根据电压源的输出电压获取对应的校正系数。
具体地,该步骤可结合提前存储在处理器21中的第一曲线(函数)实现。该第一曲线可在处理器21正式投入使用之前创建,结合图3所示,该第一曲线的自变量为电压值VDD、因变量为校正系数值K。为方便说明,图3中的第一曲线采用了直线,在实际应用中,可根据具体的应用场景创建第一曲线。
在上述步骤中,可将步骤S11获得的电压源的电压作为第一曲线的自变量,将该自变量对应的应变量作为与电压源的输出电压对应的校正系数。
步骤S13:根据校正系数调整输出的模拟电压。可结合具体的应用环境,将上述校正系数作为一个参数调整输出的模拟电压值。
上述模拟电压输出方法通过检测用于供电的电压源的输出电压,并根据电压源的输出电压对输出的模拟电压进行调整,从而无需外部校正工装即可大大提高模拟电压的输出精度。并且,即使电压源的输出电压因负载或温升产生变化,也不会影响输出的模拟电压的精度。
由于目前通用的处理器很少由模拟量输出端口,为提高上述模拟电压输出方法的适用场合,在本发明的另一实施例中,结合图2所示,上述步骤S13具体可包括:生成脉冲宽度调制信号(Pulse Width Modulation,PWM),该脉冲宽度调制信号的峰值电压为电压源的输出电压,且脉冲宽度调制信号的占空比与校正系数相关;然后将上述脉冲宽度调制信号转换为模拟电压并输出。当然,在实际应用中,也可直接采用具有模拟电压输出引脚的处理器实现上述模拟电压输出方法。
处理器21可通过PWM引脚输出如图5所示的脉冲宽度调制信号,上述脉冲宽度调制信号可通过一个RC滤波单元24以及放大单元25将脉冲宽度调制信号转换为模拟电压。处理器21的PWM引脚输出的脉冲宽度调制信号经过RC滤波单元24的处理后,形成如图6所示的直流电压;放大单元25再将上述直流电压放大为如图7所示的模拟电压,该模拟电压即为需要输出的模拟电压。当然,在实际应用中,也可通过其他方式对处理器21输出的脉冲宽度调制信号进行处理,以生成模拟电压。
在本发明的另一实施例中,上述步骤S13还可包括:获取模拟电压输出指令,并根据模拟电压输出指令中的模拟电压值获取占空比基准值。相应地,步骤S13中生成的脉冲宽度调制信号的占空比为占空比基准值与校正系数的乘积,即:
V*=A×K×D×VDD (1)
上述V*为模拟电压输出指令中的模拟电压值,即需输出的电压值;A为放电单元25的放大倍数;K为步骤S12中获得的校正系数,D为占空比基准值,即脉冲宽度调制信号的占空比为K×D;VDD为步骤S11中获得的电压源的输出电压。
具体地,可结合提前存储在处理器21中的第二曲线(函数)实现。该第二曲线可在处理器21正式投入使用之前创建,结合图4所示,该第二曲线的自变量为电压值VO、因变量为占空比D。为方便说明,图4中的第二曲线采用了直线,在实际应用中,可根据具体的应用场景创建第二曲线。
在上述步骤中,可将模拟电压输出指令中的模拟电压值作为第二曲线的自变量,将该自变量对应的应变量作为与模拟电压输出指令中的模拟电压值对应的占空比基准值。
本发明实施例还提供一种模拟电压输出系统,该系统可集成到电子设备,例如空调器的控制器中,且该系统包括供电电压获取单元81、校正系数获取单元8以及输出电压调整单元83,上述供电电压获取单元81、校正系数获取单元8以及输出电压调整单元83分别可结合运行在电子设备硬件上的软件构成。
供电电压获取单元81用于获取供电电压源的输出电压。具体地,该供电电压获取单元81可结合采样多个电阻实现,该多个采样电阻串联连接在供电电压源的输出端与参考地之间。
校正系数获取单元82用于根据电压源的输出电压获取对应的校正系数。具体地,可提前保存校正系数与电压的对应关系,从而校正系数获取单元82可根据该对应关系获取校正系数。
输出电压调整单元83用于根据校正系数调整输出的模拟电压。
在本发明的另一实施例中,上述输出电压调整单元83具体包括PWM信号创建子单元以及电压转换子单元,其中:PWM信号创建子单元用于生成脉冲宽度调制信号,该脉冲宽度调制信号的峰值电压为所述电压源的电压,且脉冲宽度调制信号的占空比与所述校正系数相关;电压转换子单元用于将脉冲宽度调制信号转换为模拟电压并输出。即输出电压调整单元83先生成脉冲宽度调制信号,然后再将脉冲宽度调制信号转换为模拟电压,从而实现模拟电压输出。
在本发明的又一实施例中,输出电压调整单元8还可包括占空比获取子单元,该占空比获取子单元用于根据模拟电压输出指令中的模拟电压值获取占空比基准值。相应地,PWM信号创建子单元将占空比基准值与校正系数的乘积作为脉冲宽度调制信号的占空比。
此外,上述模拟电压输出系统还可包括第一曲线创建单元和第二曲线创建单元。上述第一曲线创建单元用于创建第一曲线,且第一曲线的自变量为电压值、因变量为校正系数值,相应地,校正系数获取单元将电压源的电压作为第一曲线的自变量获得所述校正系数。第二曲线创建单元用于创建第二曲线,且该第二曲线的自变量为模拟电压值,因变量为占空比,相应地,占空比获取子单元将模拟电压输出指令中的模拟电压值作为第二曲线的自变量获得占空比基准值。
本实施例中的模拟电压输出系统与上述图2-7对应实施例中的模拟电压输出方法属于同一构思,其具体实现过程详细见对应的方法实施例,且方法实施例中的技术特征在本系统实施例中均对应适用,这里不再赘述。
本发明实施例还提供一种模拟电压输出设备9,该设备具体可由电子设备中的处理器构成,如图9所示,该模拟电压输出设备9包括存储器91和处理器92,存储器91中存储有可在处理器92执行的计算机程序,且处理器92执行计算机程序时实现如上所述模拟电压输出方法的步骤。
本实施例中的模拟电压输出设备9与上述图2-7对应实施例中的模拟电压输出方法属于同一构思,其具体实现过程详细见对应的方法实施例,且方法实施例中的技术特征在本设备实施例中均对应适用,这里不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,该存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时,实现如上所述模拟电压输出方法的步骤。
本实施例中的计算机可读存储介质与上述图2-7对应实施例中的模拟电压输出方法属于同一构思,其具体实现过程详细见对应的方法实施例,且方法实施例中的技术特征在本设备实施例中均对应适用,这里不再赘述。
应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理器中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的模拟电压输出方法、系统及设备,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的模拟电压输出系统实施例仅仅是示意性的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理器中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或界面切换设备、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是,所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减,例如在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种模拟电压输出方法,其特征在于,包括:
获取用于供电的电压源的输出电压;
根据所述电压源的输出电压获取对应的校正系数;
根据所述校正系数调整输出的模拟电压。
2.根据权利要求1所述的模拟电压输出方法,其特征在于,所述根据所述校正系数调整输出的模拟电压,包括:
生成脉冲宽度调制信号,所述脉冲宽度调制信号的峰值电压为所述电压源的输出电压,且所述脉冲宽度调制信号的占空比与所述校正系数相关;
将所述脉冲宽度调制信号转换为模拟电压并输出。
3.根据权利要求2所述的模拟电压输出方法,其特征在于,所述根据所述校正系数调整输出的模拟电压,还包括:
获取模拟电压输出指令;
根据所述模拟电压输出指令中的模拟电压值获取占空比基准值;所述脉冲宽度调制信号的占空比为所述占空比基准值与所述校正系数的乘积。
4.根据权利要求3所述的模拟电压输出方法,其特征在于,所述方法包括:
创建第一曲线,且所述第一曲线的自变量为电压值、因变量为校正系数值;
创建第二曲线,且所述第二曲线的自变量为模拟电压值,因变量为占空比值;
所述获取与电压源的输出电压对应的校正系数,包括:将所述电压源的电压作为所述第一曲线的自变量获得与电压源的输出电压对应的校正系数;
所述根据模拟电压输出指令中的模拟电压值获取占空比基准值,包括:将所述模拟电压输出指令中的模拟电压值作为所述第二曲线的自变量获得所述占空比基准值。
5.一种模拟电压输出系统,其特征在于,包括供电电压获取单元、校正系数获取单元以及输出电压调整单元,其中:
所述供电电压获取单元,用于获取供电电压源的输出电压;
所述校正系数获取单元,用于根据所述电压源的输出电压获取对应的校正系数;
所述输出电压调整单元,用于根据所述校正系数调整输出的模拟电压。
6.根据权利要求5所述的模拟电压输出系统,其特征在于,所述输出电压调整单元包括PWM信号创建子单元以及电压转换子单元,其中:
所述PWM信号创建子单元,用于生成脉冲宽度调制信号,所述脉冲宽度调制信号的峰值电压为所述电压源的电压,且所述脉冲宽度调制信号的占空比与所述校正系数相关;
所述电压转换子单元,用于将所述脉冲宽度调制信号转换为模拟电压并输出。
7.根据权利要求6所述的模拟电压输出系统,其特征在于,所述输出电压调整单元还包括占空比获取子单元;
所述占空比获取子单元,用于根据模拟电压输出指令中的模拟电压值获取占空比基准值;所述PWM信号创建子单元将所述占空比基准值与所述校正系数的乘积作为所述脉冲宽度调制信号的占空比。
8.根据权利要求7所述的模拟电压输出系统,其特征在于,所述系统还包括第一曲线创建单元和第二曲线创建单元;
所述第一曲线创建单元,用于创建第一曲线,且所述第一曲线的自变量为电压值、因变量为校正系数值;所述校正系数获取单元将所述电压源的电压作为所述第一曲线的自变量获得所述校正系数;
所述第二曲线创建单元,用于创建第二曲线,且所述第二曲线的自变量为模拟电压值,因变量为占空比;所述占空比获取子单元将所述模拟电压输出指令中的模拟电压值作为所述第二曲线的自变量获得所述占空比基准值。
9.一种模拟电压输出设备,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有可在所述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权利要求1至4中任一项所述模拟电压输出方法的步骤。
10.一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上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1至4中任一项所述模拟电压输出方法的步骤。
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