CN111521863A - 信号输出及检测精度优化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种信号输出及检测精度优化系统，包括：电源管理芯片、硬件低通滤波器、DMA列表模块、软件滤波器、电压控制模块和采集模块；其中，硬件低通滤波器用于滤除特定开关频率以及杂波，使到达采集口的电压波动降低；DMA列表模块用于执行DMA数据采样并存储实时的采集数据，软件滤波器用于对DMA列表模块中存储的数据进行峰值加均值滤波处理，电压控制模块用于根据软件滤波器的处理结果对电源管理芯片进行电源调控，采集模块用于将软件滤波器的处理结果作为将要上传的数据进行处理。本发明能够快速调节所需要的输出电压、高精度的电压输出以及高精度的电流采集。

Description

信号输出及检测精度优化系统
技术领域
本发明涉及液晶LCM(LCD显示模组)领域，尤其涉及一种信号输出及检测精度优化系统。
背景技术
目前点灯设备在对屏进行电压设定以及电流检测时，会由于PCB板的设计以及一些辅助电路的存在，导致测量出来的电流不太准确，一般市面上的电灯设备多数都为误差范围为1％-5％的精度。但是，液晶屏所需的电压又需要很精确。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种能够实现信号输出及检测精度优化的技术方案。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实现信号输出及检测精度优化的系统。
为实现上述目的，本发明提供了一种信号输出及检测精度优化系统，包括：电源管理芯片、硬件低通滤波器、DMA列表模块、软件滤波器、电压控制模块和采集模块；其中，硬件低通滤波器用于滤除特定开关频率以及杂波，使到达采集口的电压波动降低；DMA列表模块用于执行DMA数据采样并存储实时的采集数据，软件滤波器用于对DMA列表模块中存储的数据进行峰值加均值滤波处理，电压控制模块用于根据软件滤波器的处理结果对电源管理芯片进行电源调控，采集模块用于将软件滤波器的处理结果作为将要上传的数据进行处理。
优选地，采集模块包括电压采集模块和电流采集模块中的至少一个。
优选地，电源管理芯片和硬件低通滤波器由硬件实现。
优选地，DMA列表模块、软件滤波器、电压控制模块和采集模块由软件实现。
优选地，电压控制模块根据利用软件滤波器的处理结果计算出来的实际变化量来对电源管理芯片进行电源调控。
优选地，实际变化量的计算公式为：
实际变化量＝It*Rc*K/Vad_ref*4096＝AD1-AD0＝AD；
其中，It是当前电流减去上电时的初始电流，Rc是电流采样电阻，K放大倍数，Vad_ref是采样芯片参考电压。
优选地，所述信号输出及检测精度优化系统用于液晶屏电压调控。
本发明解决了电源输出精度不足的问题，使得精度能够达到误差保持在0.5％以内的范围。而且，本发明通过软硬件结合，极大降低采集信号到的数字量口的文波，提高了数字量数据的采集速度，加快电压的输出。本发明能够快速调节所需要的输出电压、高精度的电压输出以及高精度的电流采集。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：
图1是根据本发明优选实施例的信号输出及检测精度优化系统的功能示意框图。
图2是据本发明优选实施例的信号输出及检测精度优化系统采用的电压采样原理图。
需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施方式
图1是根据本发明优选实施例的信号输出及检测精度优化系统的功能示意框图。
具体地，如图1所示，根据本发明优选实施例的信号输出及检测精度优化系统包括：电源管理芯片1、硬件低通滤波器2、DMA(Direct Memory Access，直接内存存取)列表3、软件滤波器4、电压控制模块5、电压采集模块6和电流采集模块7。
其中，硬件低通滤波器2用于滤除特定开关频率以及杂波，使到达采集口的电压波动降低；DMA列表模块3用于执行DMA数据采样并存储实时的采集数据，软件滤波器4用于对DMA列表模块3中存储的数据进行峰值加均值滤波处理，电压控制模块5用于根据软件滤波器4的处理结果对电源管理芯片1进行电源调控，电压采集模块6和电流采集模块7用于将软件滤波器4的处理结果作为将要上传的数据进行处理。
优选地，电源管理芯片1和硬件低通滤波器2由硬件实现。
优选地，DMA列表模块3、软件滤波器4、电压控制模块5、电压采集模块6和电流采集模块7由软件实现。
例如，控制端对MCU(Micro Control Unit，微控制单元)(即，整个信号输出及检测精度优化系统)下发控制参数，MCU对控制参数进行处理，MCU对电源管理芯片进行使能。硬件滤波器开始工作，滤除一些开关频率以及一些杂波，使到达采集口的电压波动降低。在MCU内部利用DMA采集，缓解CPU负担。DMA采集利用了列表的形式即一次传输可以完成软件滤波器所需要的所有数据。由DMA采集的数据送至软件滤波器，将所有的数据进行峰值加均值滤波。
软件滤波器出来的数据流向3个部分，送往电压控制的数据用来对电源管理芯片进行闭环调节，送往电压电流采集的数据进行处理上传显示。由此，可以对于处理的数据在进行软件方面的滤波处理，同时上传显示。
图2是据本发明优选实施例的信号输出及检测精度优化系统采用的电压采样原理图。
具体地，下发到控制单元的控制参数会进行处理。利用如图2所示电路可以算出设定参数与输出电压的关系。当电源工作稳定时有：
VSET＝Vout*R2*A/((R2+R1)*VR)
其中VSET表示设定电压值，Vout为电源输出真实值，R2和R1为采样电阻，A表示采样精度，VR表示采样芯片的参考电压。
因为R2、R1、VR都是稳定值，因此可以推出电压与设定电压值是线性关系即：Vout＝K*VSET+B
其中K与B是设定值与输出值的比例系数和常数；具体地，一般比例系数K和常系数B由矫正系统下发给控制系统。
硬件滤波器是由RC电路组成的低通滤波器，用于滤除电路中的各种杂波，以保证采样的数据稳定。
本发明执行DM采样的处理。现有技术利用软件轮询采样，就会导致因为采样频率不够的问题导致控制系统输出不能够精确控制电源输出。当采用DMA列表的形式时，就可以将数据实时的记录下来。对这些数据进行分析，就可以得出当前电源的输出状态，使控制系统可以更加准确的进行调控。
可以按照如上的流程执行电流采集，同时可以由以下公式推导电流采集精度。
(电流*采样电阻*放大倍数+偏执电压)/采样芯片参考电压*采样精度＝电流对应数字量
可以发现，电流采样与上面的电压采样公式不同，因此不能直接利用校准系统算出的比例系数K和常数B限定的值进行线性矫正。
利用上面的步骤，首先上电时进行上电电流采样。此时采样的值为初始值
(Io*Rc*K+Vref)/Vad_ref*4096＝AD0；
Io为上电时的初始电流(软件滤波器4的处理之后结果)，Rc电流采样电阻，K放大倍数(预设参数)，Vad_ref为采样芯片参考电压(预设参数)，AD0为上电时对应的数字量。常数4096表示12位二进制数据对应值(2的12次方)。
点灯时会有如下计算公式：
(I*Rc*K+Vref)/Vad_ref*4096＝AD1
I表示屏幕的实际电流(软件滤波器4的处理之后结果)，AD1为点灯时当前电流对应的数字量。
此时MCU里面会将AD1-AD0得到如下公式
It*Rc*K/Vad_ref*4096＝AD1-AD0＝AD；
It为当前电流减去上电时的初始电流。此时得到的AD值就为实际变化量。通过上面的公式转换，可以发现It和AD构成了由比例系数K和常数B限定的线性关系，此时就可以利用比例系数K和常数B进行校准。
具体地，电压控制模块5可以根据利用软件滤波器4的处理结果计算出来的实际变化量AD来对电源管理芯片1进行电源调控。
在应用时，本发明的所述信号输出及检测精度优化系统可以有利地用于液晶屏电压调控。
总之，本发明解决了电源输出精度不足的问题，使得精度能够达到误差保持在较低(例如，0.5％以内)的范围。而且，本发明通过软硬件结合，极大降低采集信号到的数字量口的文波，提高了数字量数据的采集速度，加快电压的输出。本发明能够快速调节所需要的输出电压、高精度的电压输出以及高精度的电流采集。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种信号输出及检测精度优化系统，其特征在于包括：电源管理芯片、硬件低通滤波器、DMA列表模块、软件滤波器、电压控制模块和采集模块；其中，硬件低通滤波器用于滤除特定开关频率以及杂波，使到达采集口的电压波动降低；DMA列表模块用于执行DMA数据采样并存储实时的采集数据，软件滤波器用于对DMA列表模块中存储的数据进行峰值加均值滤波处理，电压控制模块用于根据软件滤波器的处理结果对电源管理芯片进行电源调控，采集模块用于将软件滤波器的处理结果作为将要上传的数据进行处理。
2.如权利要求1所述的信号输出及检测精度优化系统，其特征在于，采集模块包括电压采集模块和电流采集模块中的至少一个。
3.如权利要求1或2所述的信号输出及检测精度优化系统，其特征在于，电源管理芯片和硬件低通滤波器由硬件实现。
4.如权利要求1或2所述的信号输出及检测精度优化系统，其特征在于，DMA列表模块、软件滤波器、电压控制模块和采集模块由软件实现。
5.如权利要求1或2所述的信号输出及检测精度优化系统，其特征在于，电压控制模块根据利用软件滤波器的处理结果计算出来的实际变化量来对电源管理芯片进行电源调控。
6.如权利要求5所述的信号输出及检测精度优化系统，其特征在于，实际变化量的计算公式为：实际变化量＝It*Rc*K/Vad_ref*4096＝AD1-AD0＝AD；其中It是当前电流减去上电时的初始电流，Rc是电流采样电阻，K放大倍数，Vad_ref是采样芯片参考电压。
7.如权利要求1或2所述的信号输出及检测精度优化系统，其特征在于，所述信号输出及检测精度优化系统用于液晶屏电压调控。
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