CN113055005B - 一种模拟电路自校准系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟电路自校准系统及方法，所述模拟电路自校准系统包括数字校准模块、检测模块和模拟电路模块，检测模块用于获取所述模拟电路模块当前的待校准参数，并根据当前的待校准参数输出检测信号至数字校准模块；数字校准模块用于输出与当前的待校准参数对应的校准值至所述模拟电路模块，并根据检测信号确定当前的待校准参数是否达到目标值，若否则根据所述检测信号调节所述校准值，直到当前的待校准参数达到目标值，通过所述检测模块对待校准参数的检测，确保了能够实时了解到当前的待校准参数的变化，之后根据检测的结果来校准待校准参数，能够确保即使在模拟电路模块的工作环境发生变化时模拟电路模块的参数的准确性。

Description

一种模拟电路自校准系统及方法

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种模拟电路自校准系统及方法。

背景技术

在模拟电路中，电路参数会随着工艺和工作环境(电源电压，温度，湿度等)而变化，因此在实际使用中为了确保模拟电路的电路参数的准确性需要对电路参数进行校准；现有的校准方法中采用在出厂终测时进行校准，但是在出厂终测时进行校准只是工作时一个特例，该参数可能会随着工作环境的变化而变化，不能够根据需要随时校准。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

本发明的目的在于提供的一种模拟电路子校准系统及方法，能够有效解决现有的校准方法中不能够随着工作环境的改变而随时校准的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种模拟电路自校准系统，包括数字校准模块、检测模块和模拟电路模块；

所述检测模块用于获取所述模拟电路模块当前的待校准参数，并根据当前的待校准参数输出检测信号至所述数字校准模块；

所述数字校准模块用于输出与当前的待校准参数对应的校准值至所述模拟电路模块，并根据检测信号确定当前的待校准参数是否达到目标值，若否则根据所述检测信号调节所述校准值，直到当前的待校准参数达到目标值。

所述的模拟电路自校准系统中，所述模拟电路模块包括M个子电路，M为不小于1的正整数；所述检测模块具体用于依次获取M个子电路的待校准参数，并根据当前子电路的待校准参数输出检测信号至所述数字校准模块。

所述的模拟电路自校准系统中，所述数字校准模块具体用于输出与当前子电路的待校准参数对应的校准值至当前子电路，并根据检测信号确定当前子电路的待校准参数是否达到目标值，若否，则根据所述检测信号调节所述校准值，直到当前子电路的待校准参数达到目标值。

所述的模拟电路自校准系统中，所述数字校准模块具体还用于在当前子电路的待校准参数达到目标值后，再对下一个子电路的待校准参数进行校准，直到M个子电路均校准完成。

所述的模拟电路自校准系统中，每个所述子电路设置有N个待校准参数，N为不小于1的正整数；所述检测模块具体用于依次获取每个子电路中的N个待校准参数，并根据当前子电路的当前待校准参数输出检测信号至所述数字校准模块。

所述的模拟电路自校准系统中，所述数字校准模块具体还用于在当前子电路的当前待校准参数达到目标值后，对当前子电路的下一个待校准参数进行校准，直到当前子电路的N个待校准值均校准完成。

所述的模拟电路自校准系统中，所述待校准参数为K阶参数，K为不小于1的正整数，所述模拟电路自校准系统还包括M*N～M*N*K个参数校准接口，每个所述参数校准接口用于传输与所述参数校准接口相应的校准值。所述的模拟电路自校准系统中，所述模拟电路自校准系统还包括M个校准使能接口，所述校准使能接口用于传输所述数字校准模块与各个所述子电路之间的校准使能信号。

一种模拟电路自校准方法，包括如下步骤：

由检测模块获取模拟电路模块当前的待校准参数，并根据当前的待校准参数输出检测信号至数字校准模块；

由数字校准模块输出与当前的待校准参数对应的校准值至所述模拟电路模块，并根据检测信号确定当前的待校准参数是否达到目标值，若否则根据所述检测信号调节所述校准值，直到当前的待校准参数达到目标值。

所述的模拟电路自校准系统中，所述模拟电路模块包括M个子电路，M为不小于1的正整数；所述由检测模块获取模拟电路模块当前的待校准参数的步骤包括：由检测模块依次获取M个子电路的待校准参数，并根据当前子电路的待校准参数输出检测信号至数字校准模块。

相较于现有技术，本发明提供了一种模拟电路自校准系统及方法，所述模拟电路自校准系统包括数字校准模块、检测模块和模拟电路模块，所述检测模块用于获取所述模拟电路模块当前的待校准参数，并根据当前的待校准参数输出检测信号至数字校准模块；所述数字校准模块用于输出与当前的待校准参数对应的校准值至所述模拟电路模块，并根据检测信号确定当前的待校准参数是否达到目标值，若否则根据所述检测信号调节所述校准值，直到当前的待校准参数达到目标值，通过所述检测模块对待校准参数的检测，确保了能够实时了解到当前的待校准参数的变化，之后根据检测的结果来校准待校准参数，能够确保即使在模拟电路模块的工作环境发生变化时模拟电路模块的参数的准确性。

附图说明

图1为本发明提供的模拟电路自校准系统的结构框图；

图2为本发明提供的模拟电路自校准系统中第一实施例的结构框图；

图3为本发明提供的模拟电路自校准系统中第二实施例的结构框图；

图4为本发明提供的模拟电路自校准方法的流程图。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种模拟电路自校准系统及方法，能够有效解决现有的校准方法中不能够随着工作环境的改变而随时校准的问题。

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的一种模拟电路自校准系统，包括数字校准模块10、检测模块20和模拟电路模块30，所述检测模块20分别与所述数字校准模块和模拟电路模块30连接，所述模拟电路模块30还与所述数字校准模块连接；所述检测模块20用于获取所述模拟电路模块30当前的待校准参数，并根据当前的待校准参数输出检测信号至数字校准模块10；所述数字校准模块用于输出与当前的待校准参数对应的校准值至所述模拟电路模块30，并根据检测信号确定当前的待校准参数是否达到目标值，若否则根据所述检测信号调节所述校准值，直到当前的待校准参数达到目标值，由于有所述检测模块20对待校准参数的检测过程，确保了能够实时了解到当前的待校准参数的变化，之后根据检测的结果来校准待校准参数，能够确保即使在模拟电路模块30的工作环境发生变化时模拟电路模块30的参数的准确性。

具体来说，当所述数字校准模块接收到校准使能信号之后启动，所述数字校准模块启动之后使能所述模拟电路模块30进入校准状态，之后随着校准时钟的输入，所述检测模块20启动开始检测所述模拟电路模块30当前的待校准参数，将待校准参数与参考基准信号进行比较后输出一个检测信号至数字校准模块，与此同时数字校准模块会输出校准值至模拟电路模块30，以便于校准模拟电路模块30的待校准参数；需要说明的是本实施例中的所述参考基准信号可以是外部提供的精准的参考电压，也可以是模块电路模块30内部提供的参考电压，在实际校准过程中也可以不选用所述参考基准信号；当数字校准模块根据检测信号判断出待校准参数未能达到目标值时，则会调节输出的校准值的大小继续校准当前的待校准参数，而检测模块20也会继续检测当前的待校准参数，如此循环，直到在校准时钟周期内将当前的待校准参数校准至目标值，进而确保模拟电路模块30的参数的准确性。

进一步地，所述模拟电路模块30包括M个子电路31，分别为子电路1、子电路2、……、子电路M，M为不小于1的正整数，M个子电路31的其中任意一个或多个子电路31组合可以形成一个子电路系统，那么所述模拟电路模块30可以是有多个子电路31形成也可以是多个子电路系统组成，还可以是子电路系统和子电路31组成，每个子电路31均分别与所述数字校准模块10和所述检测模块20连接，而每个子电路31之间可以相互关联连接，可以是相互独立的；所述检测模块20具体用于依次获取M个子电路31的待校准参数，并根据当前子电路30的待校准参数输出检测信号至所述数字校准模块10，那么在本实施例中模拟电路模30当前的待校准参数也就是指当前子电路31的待校准值；若模拟电路模块30包括多个子电路31时，则需要对每个子电路31的待校准参数进行校准，那么就会由检测模块20依次对M个子电路31的待校准参数进行检测，以便于完成对M个子电路31的校准工作。

进一步地，所述数字校准模块30具体用于输出与当前子电路31的待校准参数对应的校准值至当前子电路31，并根据检测信号确定当前子电路31的待校准参数是否达到目标值，若否，则根据所述检测信号调节所述校准值，直到当前子电路31的待校准参数达到目标值；其中，所述数字校准模块10在当前子电路31的待校准参数达到目标值后，再对下一个子电路31的待校准参数进行校准，直到M个子电路31均校准完成；具体来说，当数字校准模块10使能启动之后会使能子电路1驱动，控制子电路1进入校准状态，随着校准时钟的输入检测模块20启动后开始检测子电路1的待校准参数，并根据子电路1的待校准参数与参考基准信号进行比较后输出一个检测信号至数字校准模块10，数字校准模块10根据该检测信号调节输出的校准值，直到子电路1的待校准参数校准完成之后，数字校准模块10再使能启动子电路2，控制子电路2进入校准状态，与此同时随着校准时钟的输入检测模块20会开始检测子电路2的待校准参数，以便于完成对子电路2的待校准参数的校准，当子电路2的待校准参数完成校准之后，再对子电路3的待校准参数进行校准，依次类推，直到完成对子电路M的待校准参数的校准工作；在此过程中检测模块20会依次检测每个子电路31的待校准参数，也就是在上一个子电路31的待校准参数完成校准之后，再检测下一个子电路31的待校准参数，由此以便于依次完成对每一个子电路31的待校准参数的校准。

本实施例中所述数字校准模块10是对每一个子电路31进行依次校准，当然也可以同时对多个子电路31进行校准，也就是说数字校准模块10在使能子电路1的同时也可以使能子电路2、子电路3等，同时使能多个子电路31进入校准状态，对多个子电路31的待校准参数进行校准，由此可以提高模拟电路模块30的校准速度；具体需要进行哪种方式的校准取决于所述数字校准模块10中设定的校准算法，由此可知，相应的校准算法可以是多种也可以是一种，本发明对此不做限定。

进一步地，每个所述子电路31设置有N个待校准参数,N为不小于1的正整数；所述检测模块20具体用于依次获取每个子电路31中的N个待校准参数，并根据当前子电路31的当前待校准参数输出检测信号至所述数字校准模块10，那么本实施例中模拟电路模块当前的待校准参数则是指当前子电路的当前待校准参数；同样，若每一个子电路31中存在多个待校准参数时，在对每一个子电路31中的每一个待校准参数进行校准时，也是依次对每一个待校准参数进行校准；检测模块20依次对子电路31中的N个待校准参数进行检测，那么所述数字校准模块10在当前子电路31的当前待校准参数达到目标值后，对当前子电路31的下一个待校准参数进行校准，直到当前子电路31的N个待校准值均校准完成。

具体来说，当数字校准模块10使能启动之后会使能控制子电路1进入校准状态，之后子电路1会进入第一个待校准参数校准状态，数字校准模块10会输出与第一个待校准参数对应的校准值至子电路1，随着校准时钟的输入检测模块20启动后开始检测子电路1中第一个待校准参数并输出检测信号至数字校准模块10，那么数字校准模块10会根据该检测信号确定第一个待校准参数未达到目标值时调整输出的校准值，直到将第一个待校准参数校准至目标值；当将第一个待校准参数校准至目标值之后，子电路1会进入第二个待校准参数的校准状态，数字校准模块10会输出与第二待校准参数对应的校准值至子电路1，随着校准时钟的输入检测模块20启动后开始检测子电路1中第二个待校准参数并输出检测信号至数字校准模块10，那么数字校准模块10会根据该检测信号确定第二个待校准参数未达到目标值时调整输出的校准值，直到将第二个待校准参数校准至目标值，然后子电路1再进入到第三个待校准参数的校准完成对第三个待校准参数的校准，依次类推直到第N个待校准参数校准完成，那么相当于子电路1的所有待校准参数完成了校准；之后，数字校准模块10将会使能控制子电路2进入校准状态，跟校准子电路1中的N个待校准参数的过程一样，数字校准模块10会依次对子电路1中的N个待校准参数进行校准，依次类推来完成每个电路中的N个待校准参数的校准。

进一步地，在每个子电路31的待校准参数完成了一次校准之后，数字校准模块10需要判断M个子电路31是否需要循环校准，当需要循环校准时，则在依据第一次对每个子电路31的待校准参数校准的过程对各个子电路31的待校准参数进行再次的校准，若不需要进行循环校准，则校准过程结束，校准过程完成之后对校准结果进行保存，并输出校准完成信号，使得模拟电路模块30进入工作状态；其中，所述校准完成信号可以是在每个待校准参数均完成校准之后输出，也可以是在完成一个待校准参数之后就输出，以便于系统可以自动掌握每个待校准信号的校准情况；当然在实际校准的过程当中，也可以不需要输出校准完成信号的过程，直接保存校准结果，模拟电路模块30直接进入工作状态。

进一步地，所述待校准参数为K阶参数，K为不小于1的正整数，所述模拟电路自校准系统还包括M*N～M*N*K个参数校准接口，每个所述参数校准接口用于传输与所述参数校准接口相应的校准值；若K大于1，则表明待校准参数为高阶参数，若M个子电路中的N个待校准参数均为高阶参数时，那么一个高阶待校准参数则需要K个参数校准接口进行K次校准，那么模拟电路自校准系统M个子电路31需要对应的设置有M*N*K个参数校准接口，以便于完整对所有高阶待校准参数的校准。

进一步地，若K等于1，则表明待校准参数为一阶参数，若M个子电路中的N个待校准参数均为一阶参数时，那么所述模拟电路自校准系统则包括M*N个参数校准接口，每个所述参数校准接口用于传输与所述参数校准接口相应的校准值，若M个子电路中的N个待校准参数部分为高阶参数，部分为一阶参数，那么所述模拟电路自校准系统中设置的参数校准接口的数目在M*N～M*N*K之间；请继续参阅图1，所述模拟电路模块30包括M个子电路31，每个子电路31设置有N个待校准参数，每个待校准参数均为一阶参数，相应的每个子电路31也设置有N个参数校准接口，第一个子电路31的N个参数校准接口分别记为参数校准接口11、参数校准接口21、参数校准接口31、……、参数校准接口N1，第二个子电路31的N个参数校准接口分别记为参数校准接口12、参数校准接口22、参数校准接口32、……、参数校准接口N2，依次类推，第M个子电路31中的N个参数校准接口分别记为参数校准接口1M、参数校准接口2M、参数校准接口3M、……、参数校准接口NM，在校准过程，当对哪一个待校准参数进行校准时，则所述数字校准模块10通过相应的参数校准接口输出校准值至对应的子电路31，确保能够独立地对每一个待校准参数进行校准。

进一步地，所述模拟电路自校准系统还包括M个校准使能接口，所述校准使能接口用于传输所述数字校准模块与各个所述子电路31之间的校准使能信号；M个子电路31均设置有一个校准使能接口，在数字校准模块10对M个子电路31的参数进行校准时，数字校准模块10会通过每个子电路31对应的校准使能接口输出使能信号至该子电路31，进而控制相应的子电路31进入校准状态，以便于后续完整对待校准参数的校准。

进一步地，所述模拟电路自校准系统还包括子电路单独控制校准端口，通过所述子电路单独控制校准端口来接收校准使能信号和校准时钟，能够实现对每个子电路31的参数的单独校准，以便于根据实际需要任意选择其中一个子电路31进行校准，也可同时校准不同子电路31的不同参数，确保了校准的灵活性。

进一步地，请参阅图2，本发明的第一实施例中以对全并行模数转换器的参数校准为例对模拟电路自校准系统的校准过程进行说明，那么相应的模拟电路模块30对应为全并行模数转换器；本实施例中的全并行模数转换器为2bit全并行模数转换器，该全并行模数转换器设置有三个通道，当其中两个通道进行工作时，另外一个通道进入校准模式；具体地，当开关T0选择0端导通，T1选择0端导通，T2选择0端导通，T3选择0端导通；此时比较器CMP0对应的通道进入校准模式，比较器CMP1和CMP2对应的通道工作；当比较器CMP0对应的通道校准完成后校准通道切换，之后比较器CMP1对应的通道进行校准；那么此时开关T0选择1端到同，T1选择0端导通，T2选择1端导通，T3选择0端导通，比较器CMP1对应的通道进入校准状态，比较器CMP0和CMP2对应的通道工作；当比较器CMP1对应的通道校准完成后校准通道切换，之后比较器CMP2对应的通道进行校准；那么开关T0选择1端到同，T1选择1端导通，T2选择1端导通，T3选择1端导通，比较器CMP2对应的通道进入校准状态，比较器CMP0和CMP1对应的通道工作；当比较器CMP2对应的通道校准完成后，则全并行模数转换器的参数校准过程完成。由于比较器的输入失调电压会随着工作时间的变化而变化，因此比较器CMP2完成校准后进入循环模式，继续校准比较器CMP0。

进一步地，请参阅图3，本发明的第二实施例中以对电源管理系统的参数校准为例对模拟电路自校准系统的校准过程进行说明；其中，带隙基准的输出为LDO(low dropoutregulator，低压差线性稳压器)和PDR(电源掉电重启模块)提供电压基准；当校准使能为高电平信号时，电压转换选择电路选择带隙基准输出，带隙基准处于校准状态，分别校准温度系数、输出电压、偏置电流等参数；当带隙基准校准完成之后对DC-DC电路进行校准，电压转换选择电路选择DC-DC电路内部测试信号，开始校准内部参数；当DC-DC电路校准完成之后对LDO1电路进行校准，电压转换选择电路选择LDO1输出信号，开始校准LDO1的输出信号；之后再对LDO2电路进行校准，电压转换选择电路选择LDO2输出信号，开始校准LDO2的输出信号，由此依次完成对每个部分的参数校准，之后输出校准完成信号，电源管理系统开始工作。

进一步地，本发明还提供了一种模拟电路自校准方法，所述模拟电路自校准方法应用于上述的模拟电路自校准系统，请参阅图4，所述模拟电路自校准方法包括如下步骤：

S100、由检测模块获取模拟电路模块当前的待校准参数，并根据当前的待校准参数输出检测信号至数字校准模块；

S200、由数字校准模块输出与当前的待校准参数对应的校准值至所述模拟电路模块，并根据检测信号确定当前的待校准参数是否达到目标值，若否则根据所述检测信号调节所述校准值，直到当前的待校准参数达到目标值。

进一步地，所述模拟电路模块包括M个子电路，M为不小于1的正整数；所述由检测模块获取模拟电路模块当前的待校准参数的步骤包括：由检测模块依次获取M个子电路的待校准参数，并根据当前子电路的待校准参数输出检测信号至数字校准模块。

综上所述，本发明提供的一种模拟电路自校准系统及方法，所述模拟电路自校准系统包括数字校准模块、检测模块和模拟电路模块，所述检测模块用于获取所述模拟电路模块当前的待校准参数，并根据当前的待校准参数输出检测信号至数字校准模块；所述数字校准模块用于输出与当前的待校准参数对应的校准值至所述模拟电路模块，并根据检测信号确定当前的待校准参数是否达到目标值，若否则根据所述检测信号调节所述校准值，直到当前的待校准参数达到目标值，通过所述检测模块对待校准参数的检测，确保了能够实时了解到当前的待校准参数的变化，之后根据检测的结果来校准待校准参数，能够确保即使在模拟电路模块的工作环境发生变化时模拟电路模块的参数的准确性。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种模拟电路自校准系统，其特征在于，包括数字校准模块、检测模块和模拟电路模块；所述检测模块用于获取所述模拟电路模块当前的待校准参数，并根据当前的待校准参数输出检测信号至所述数字校准模块；

所述数字校准模块用于输出与当前的待校准参数对应的校准值至所述模拟电路模块，并根据检测信号确定当前的待校准参数是否达到目标值，若否则根据所述检测信号调节所述校准值，直到当前的待校准参数达到目标值；

所述模拟电路模块包括M个子电路，M为不小于1的正整数；所述检测模块具体用于依次获取M个子电路的待校准参数，并根据当前子电路的待校准参数输出检测信号至所述数字校准模块；

所述检测模块启动开始检测所述模拟电路模块当前的待校准参数，将待校准参数与参考基准信号进行比较后输出一个检测信号至数字校准模块；

所述数字校准模块具体用于输出与当前子电路的待校准参数对应的校准值至当前子电路，并根据检测信号确定当前子电路的待校准参数是否达到目标值，若否，则根据所述检测信号调节所述校准值，直到当前子电路的待校准参数达到目标值；

所述模拟电路自校准系统还包括M个校准使能接口，所述校准使能接口用于传输所述数字校准模块与各个所述子电路之间的校准使能信号；

所述模拟电路自校准系统还包括子电路单独控制校准端口，通过所述子电路单独控制校准端口来接收校准使能信号和校准时钟，实现对每个子电路的参数的单独校准，或实现同时校准不同子电路的不同参数。

2.根据权利要求1所述的模拟电路自校准系统，其特征在于，所述数字校准模块具体还用于在当前子电路的待校准参数达到目标值后，再对下一个子电路的待校准参数进行校准，直到M个子电路均校准完成。

3.根据权利要求2所述的模拟电路自校准系统，其特征在于，每个所述子电路设置有N个待校准参数，N为不小于1的正整数；所述检测模块具体用于依次获取每个子电路中的N个待校准参数，并根据当前子电路的当前待校准参数输出检测信号至所述数字校准模块。

4.根据权利要求3所述的模拟电路自校准系统，其特征在于，所述数字校准模块具体还用于在当前子电路的当前待校准参数达到目标值后，对当前子电路的下一个待校准参数进行校准，直到当前子电路的N个待校准值均校准完成。

5.根据权利要求1所述的模拟电路自校准系统，其特征在于，所述待校准参数为K阶参数，K为不小于1的正整数，所述模拟电路自校准系统还包括M*N～M*N*K个参数校准接口，每个所述参数校准接口用于传输与所述参数校准接口相应的校准值。

6.一种模拟电路自校准方法，其特征在于，包括如下步骤：

由检测模块获取模拟电路模块当前的待校准参数，并根据当前的待校准参数输出检测信号至数字校准模块；

由数字校准模块输出与当前的待校准参数对应的校准值至所述模拟电路模块，并根据检测信号确定当前的待校准参数是否达到目标值，若否则根据所述检测信号调节所述校准值，直到当前的待校准参数达到目标值；

所述模拟电路模块包括M个子电路，M为大于1的正整数；所述由检测模块获取模拟电路模块当前的待校准参数的步骤包括：由检测模块依次获取M个子电路的待校准参数，并根据当前子电路的待校准参数和参考基准信号输出检测信号至数字校准模块；

由所述检测模块启动开始检测所述模拟电路模块当前的待校准参数，将待校准参数与参考基准信号进行比较后输出一个检测信号至数字校准模块；

由所述数字校准模块输出与当前子电路的待校准参数对应的校准值至当前子电路，并根据检测信号确定当前子电路的待校准参数是否达到目标值，若否，则根据所述检测信号调节所述校准值，直到当前子电路的待校准参数达到目标值；

由校准使能接口传输所述数字校准模块与各个所述子电路之间的校准使能信号；

由所述子电路单独控制校准端口来接收校准使能信号和校准时钟，实现对每个子电路的参数的单独校准，或实现同时校准不同子电路的不同参数。

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