CN114374387A - 模数转换方法、装置、设备及计算机存储介质 - Google Patents

模数转换方法、装置、设备及计算机存储介质 Download PDF

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CN114374387A CN202111632478.2A CN202111632478A CN114374387A CN 114374387 A CN114374387 A CN 114374387A CN 202111632478 A CN202111632478 A CN 202111632478A CN 114374387 A CN114374387 A CN 114374387A
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徐孟龙
张明晖
李俊
时旭
徐广腾
张涛
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王绍坤
陈斌
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    • H03M1/06Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
    • H03M1/0602Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of deviations from the desired transfer characteristic

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  • Theoretical Computer Science (AREA)
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Abstract

本申请实施例提供了一种模数转换方法、装置、设备及计算机存储介质。方法包括:获取预设的第一、第二参考数据输入通过模数转换模块的第一、第二通道转换,得到的第一、第二转换结果,并基于预设的第一、第二参考数据输入和第一、第二转换结果计算校正增益和校正偏置,基于该校正增益和校正偏置对模数转换模块输出的转换结果进行校正。根据本申请实施例的模数转换方法,能够获得更准确的模数转化结果,使后续利用转换结果控制回路时,获得更高的控制精度。

Description

模数转换方法、装置、设备及计算机存储介质
技术领域
本申请属于信号处理技术领域,尤其涉及一种模数转换方法、装置、设备及计算机存储介质。
背景技术
在进行信号处理时,为了获得信号的采集数据,往往需要利用模数转换采样电路实现,通过采样电路将电压/电流数据进行调理并输入模数转换电路,利用16位高速采样芯片ADS8509将模拟信号转换为数字信号。但在实际处理中,仅通过ADS8509芯片进行信号转换时,仍存在较大的误差,如果直接将转换结果用于控制回路,会大大降低控制精度。
发明内容
本申请实施例提供一种模数转换方法、装置、设备及计算机存储介质,能够校正模数转换时产生的误差,获得更准确的模数转换结果。
第一方面,本申请实施例提供一种模数转换方法,方法包括:
获取预设的第一参考数据输入通过模数转换模块的第一通道转换,得到的第一转换结果;
获取预设的第二参考数据输入通过模数转换模块的第二通道转换,得到的第二转换结果;
基于预设的第一参考数据输入、预设的第二参考数据输入、第一输出和第二输出确定校正增益和校正偏置;
根据校正增益和校正偏置对模数转换模块各通道的输出结果进行校正,得到目标结果。
第二方面,本申请实施例提供了一种模数转换装置,装置包括:
获取模块,用于获取预设的第一参考数据输入通过模数转换模块的第一通道转换,得到的第一转换结果;
获取模块,还用于获取预设的第二参考数据输入通过模数转换模块的第二通道转换,得到的第二转换结果;
确定模块,用于基于预设的第一参考数据输入、预设的第二参考数据输入、第一输出和第二输出确定校正增益和校正偏置;
校正模块,用于根据校正增益和校正偏置对模数转换模块各通道的输出结果进行校正,得到目标结果。
第三方面,本申请实施例提供了一种模数转换设备,设备包括:
处理器,以及存储有计算机程序指令的存储器;
处理器读取并执行计算机程序指令,以实现第一方面的模数转换方法。
第四方面,本申请实施例提供了一种计算机存储介质,
计算机存储介质上存储有计算机程序指令,计算机程序指令被处理器执行时实现第一方面的模数转换方法。
第五方面,本申请实施例提供了一种计算机程序产品,计算机程序产品中的指令由电子设备的处理器执行时,使得电子设备执行第一方面的模数转换方法。
本申请实施例的模数转换方法、装置、设备及计算机存储介质,能够根据预设的参考数据通过模数转换模块通道转换得到的转换结果进行计算,得到模数转换模块通道的校正增益和校正偏置,并根据该校正增益和校正偏置对模数转换模块的转换结果进行校正,获得能准确的模数转换结果,使后续利用转换结果控制回路时,提高控制精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种理想和实际的模数转换输出曲线对比示意图;
图2是本申请实施例提供的一种模数转换方法的流程示意图;
图3是本申请实施例提供的一种模数转换装置的流程示意图;
图4是本申请实施例提供的一种模数转换设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例,为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施例,对本申请进行进一步详细描述。应理解,此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请,而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
目前,在进行信号处理时,为了获得信号的采集数据,需要利用模数转换电路实现。在利用采样芯片ADS8509时,仅利用芯片的输出结果进行信号处理时,如图1所示,输出的实际结果曲线与理想结果曲线之间往往存在较大的误差。理想的16位A/D转换器是没有增益误差和偏置误差的,其转换公式为:
Y=X·GI
其中,
Figure BDA0003440634590000031
Y=OutputCount
GI=IdealGain=1
但是,实际的ADS8509是存在增益误差和偏置误差,其转换计算公式如为:
Y=X·GA+OA
其中,
GA=ActualGain
OA=ActualOffset
该偏置误差OA与输入为0时相关。
为了解决现有技术问题,本申请实施例提供了一种模数转换方法、装置、设备及计算机存储介质。下面首先对本申请实施例所提供的模数转换方法进行介绍。
图2示出了本申请一个实施例提供的模数转换方法的流程示意图。如图2所示,该方法可以包括以下步骤:
S210、获取预设的第一参考数据输入通过模数转换模块的第一通道转换,得到的第一转换结果。
将预设的第一参考数据输入X1模数转换模块中的第一通道A1,获得该预设的第一参考数据输入在模数转换模块中结果寄存器输出的第一转换结果Y1。其中,预设的第一参考数据输入X1可以设置,对此不作限定。
S220、获取预设的第二参考数据输入通过模数转换模块的第二通道转换,得到的第二转换结果。
将预设的第二参考数据输入X2模数转换模块中的第二通道A2,获得该预设的第二参考数据输入在模数转换模块中结果寄存器输出的第二转换结果Y2。其中,预设的第二参考数据输入X2可以设置,对此不作限定。
S230、基于预设的第一参考数据输入、预设的第二参考数据输入、第一转换结果和第二转换结果确定校正增益和校正偏置。
根据预设的第一参考数据输入X1、预设的第二参考数据输入X2、第一转换结果Y1和第二转换结果Y2确定校正增益CalGain,根据校正增益CalGain、第一参考数据输入X1和第一转换结果Y1计算校正偏置CalOffset。
S140、根据校正增益和校正偏置对模数转换模块各通道的输出结果进行校正,得到目标结果。
根据校正增益CalGain和校正偏置CalOffset校正模数转换各通道的输出结果AdcRegs.ADCRESULT n,得到目标结果newResult n:
newResult n=AdcRegs.ADCRESULT n*CalGain-CalOffset
本申请实施例提供的模数转换方法,能够根据预设的参考数据通过模数转换模块通道转换得到的转换结果进行计算,得到模数转换模块通道的校正增益和校正偏置,并根据该校正增益和校正偏置对模数转换模块的转换结果进行校正,获得能准确的模数转换结果,使后续利用转换结果控制回路时,提高控制精度。
在一些实施例中,基于预设的第一参考数据输入、预设的第二参考数据输入、第一转换结果和第二转换结果确定校正增益和校正偏置,包括:确定输入差值与输出差值的比值为校正增益,输入差值为预设的第一参考数据输入和预设的第二参考数据输入的差值,输出差值为第一转换结果和第二转换结果的差值;基于预设的第一参考数据输入、第一转换结果和校正增益计算校正偏置。根据预设的第一参考数据输入X1、预设的第二参考数据输入X2、第一转换结果Y1和第二转换结果Y2可以计算得到模数转换模块的通道的输出曲线的增益GA
Figure BDA0003440634590000051
计算得到偏移P:
P=Y1-X1·GA
其中,Y2-Y1为输出差值,X2-X1为输入差值。
根据增益GA计算校正增益CalGain:
Figure BDA0003440634590000052
根据校正增益CalGain、预设的第一参考数据输入、第一转换结果计算校正偏置。
在一些实施例中,基于预设的第一参考数据输入、第一转换结果和校正增益计算校正偏置,包括:计算第一转换结果和校正增益的乘积作为第一结果;确定第一结果与预设的第一参考数据输入的差值为校正偏置。计算校正偏置CalOffset:
CalOffset=Y1·CalGain-X1
其中,Y1·CalGain为第一结果。
在一些实施例中,根据校正增益和校正偏置对模数转换模块各通道的输出结果进行校正,得到目标结果,包括:计算模数转换各通道输出结果与校正增益的乘积,得到初始结果;确定初始结果与校正偏置的差值为目标结果。根据模数转换模块各通道的输出结果AdcRegs.ADCRESULT n、校正增益CalGain和校正偏置CalOffset计算得到目标结果newResult n:
newResult n=AdcRegs.ADCRESULT n*CalGain-CalOffset
本申请实施例提供的模数转换方法,能够基于模数转换模块通道对于预设的第一、第二参考数据的转换结果计算通道的校正增益和校正偏置,进而对模数转换模块输出的结果进行校正,等到准确的转换结果,使后续利用转换结果控制回路时,能够获得较高的控制精度。
在一些实施例中,利用上述模数转换方法进行模数转换时,校正前后的结果如表1所示,当测试点电压值为:0.1、0.25、0.5、1.0、1.5、2.0和5.0时,校正前电压(V)分别为:0.10011、0.25026、0.50043、1.00083、1.50123、2.00162、5.00412,校正后电压(V)分别为:0.10003、0.25007、0.50013、1.00025、1.50036、2.00048、5.00122,校正前精度(%)分别为:0.11、0.104、0.086、0.083、0.082、0081、0.0824,校正后精度(%)分别为:0.03、0.028、0.026、0.025、0.024、0.024、0.0244。
表1 5V档校正对比表
Figure BDA0003440634590000061
图3是本申请实施例提供的一种装置结构示意图。如图3所示,该装置包括获取模块310,确定模块320和校正模块330。
获取模块310,用于获取预设的第一参考数据输入通过模数转换模块的第一通道转换,得到的第一转换结果。
获取模块310,还用于获取预设的第二参考数据输入通过模数转换模块的第二通道转换,得到的第二转换结果。
确定模块320,用于基于预设的第一参考数据输入、预设的第二参考数据输入、第一转换结果和第二转换结果确定校正增益和校正偏置。
校正模块330,用于根据校正增益和校正偏置对模数转换模块各通道的输出结果进行校正,得到目标结果。
本申请实施例提供的模数转换装置,根据预设的参考数据通过模数转换模块通道转换得到的转换结果进行计算,得到模数转换模块通道的校正增益和校正偏置,并根据该校正增益和校正偏置对模数转换模块的转换结果进行校正,获得能准确的模数转换结果,使后续利用转换结果控制回路时,提高控制精度。
在一些实施例中,确定模块,用于基于预设的第一参考数据输入、预设的第二参考数据输入、第一转换结果和第二转换结果确定校正增益和校正偏置,包括:确定模块,用于确定输入差值与输出差值的比值为校正增益,输入差值为预设的第一参考数据输入和预设的第二参考数据输入的差值,输出差值为第一转换结果和第二转换结果的差值;计算模块,用于基于预设的第一参考数据输入、第一转换结果和校正增益计算校正偏置。
在一些实施例中,计算模块,用于基于预设的第一参考数据输入、第一转换结果和校正增益计算校正偏置,包括:计算模块,用于计算第一转换结果和校正增益的乘积作为第一结果;确定模块,用于确定第一结果与预设的第一参考数据输入的差值为校正偏置。
在一些实施例中,校正模块,用于根据校正增益和校正偏置对模数转换模块各通道的输出结果进行校正,得到目标结果,包括:计算模块,用于计算模数转换各通道输出结果与校正增益的乘积,得到初始结果;确定模块,用于确定初始结果与校正偏置的差值为目标结果。
本申请实施例提供的模数转换装置,能够基于模数转换模块通道对于预设的第一、第二参考数据的转换结果计算通道的校正增益和校正偏置,进而对模数转换模块输出的结果进行校正,等到准确的转换结果,使后续利用转换结果控制回路时,能够获得较高的控制精度。
图3所示装置中的各个模块具有实现图2中各个步骤的功能,并能达到其相应的技术效果,为简洁描述,在此不再赘述。
图4示出了本申请实施例提供的模数转换设备的硬件结构示意图。
模数转换设备可以包括处理器401以及存储有计算机程序指令的存储器402。
具体地,上述处理器401可以包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU),或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC),或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
存储器402可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制,存储器402可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive,HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在一个实例中,存储器402可以包括可移除或不可移除(或固定)的介质,或者存储器402是非易失性固态存储器。存储器402可在综合网关容灾设备的内部或外部。
在一个实例中,存储器402可包括只读存储器(ROM),随机存取存储器(RAM),磁盘存储介质设备,光存储介质设备,闪存设备,电气、光学或其他物理/有形的存储器存储设备。因此,通常,存储器402包括一个或多个编码有包括计算机可执行指令的软件的有形(非暂态)计算机可读存储介质(例如,存储器设备),并且当该软件被执行(例如,由一个或多个处理器)时,其可操作来执行参考根据本申请的一方面的方法所描述的操作。
处理器401通过读取并执行存储器402中存储的计算机程序指令,以实现图2所示实施例中的方法/步骤S110至S140,并达到图2所示实例执行其方法/步骤达到的相应技术效果,为简洁描述在此不再赘述。
在一个示例中,模数转换设备还可包括通信接口403和总线410。其中,如图4所示,处理器401、存储器402、通信接口403通过总线410连接并完成相互间的通信。
通信接口403,主要用于实现本申请实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。
总线410包括硬件、软件或两者,将模数转换设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制,总线可包括加速图形端口(Accelerated Graphics Port,AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(Extended Industry Standard Architecture,EISA)总线、前端总线(Front Side Bus,FSB)、超传输(Hyper Transport,HT)互连、工业标准架构(IndustryStandard Architecture,ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下,总线410可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线,但本申请考虑任何合适的总线或互连。
该模数转换设备可以基于预设的第一、第二参考数据输入通过模数转换模块转换得到的第一、第二转换结果执行本申请实施例中的模数转换方法,从而实现结合图2描述的模数转换方法。
另外,结合上述实施例中的模数转换方法,本申请实施例可提供一种计算机存储介质来实现。该计算机存储介质上存储有计算机程序指令;该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种模数转换方法。
本申请实施例提供一种计算机程序产品,计算机程序产品中的指令由电子设备的处理器执行时,使得电子设备执行上述实施例中的任意一种模数转换方法。
需要明确的是,本申请并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见,这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中,描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是,本申请的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤,本领域的技术人员可以在领会本申请的精神后,作出各种改变、修改和添加,或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时,其可以例如是电子电路、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit,ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时,本申请的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中,或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RadioFrequency,RF)链路,等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
还需要说明的是,本申请中提及的示例性实施例,基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是,本申请不局限于上述步骤的顺序,也就是说,可以按照实施例中提及的顺序执行步骤,也可以不同于实施例中的顺序,或者若干步骤同时执行。
上面参考根据本申请的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本申请的各方面。应当理解,流程图和/或框图中的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机、或其它可编程数据处理装置的处理器,以产生一种机器,使得经由计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行的这些指令使能对流程图和/或框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的实现。这种处理器可以是但不限于是通用处理器、专用处理器、特殊应用处理器或者现场可编程逻辑电路。还可理解,框图和/或流程图中的每个方框以及框图和/或流程图中的方框的组合,也可以由执行指定的功能或动作的专用硬件来实现,或可由专用硬件和计算机指令的组合来实现。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,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,上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。应理解,本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种模数转换方法,其特征在于,包括:
获取预设的第一参考数据输入通过模数转换模块的第一通道转换,得到的第一转换结果;
获取预设的第二参考数据输入通过模数转换模块的第二通道转换,得到的第二转换结果;
基于所述预设的第一参考数据输入、所述预设的第二参考数据输入、所述第一转换结果和所述第二转换结果确定校正增益和校正偏置;
根据所述校正增益和所述校正偏置对所述模数转换模块各通道的输出结果进行校正,得到目标结果。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述预设的第一参考数据输入、所述预设的第二参考数据输入、所述第一转换结果和所述第二转换结果确定校正增益和校正偏置,包括:
确定输入差值与输出差值的比值为校正增益,所述输入差值为所述预设的第一参考数据输入和所述预设的第二参考数据输入的差值,所述输出差值为所述第一转换结果和所述第二转换结果的差值;
基于所述预设的第一参考数据输入、所述第一转换结果和所述校正增益计算所述校正偏置。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于所述预设的第一参考数据输入、所述第一转换结果和所述校正增益计算所述校正偏置,包括:
计算所述第一转换结果和所述校正增益的乘积作为第一结果;
确定所述第一结果与所述预设的第一参考数据输入的差值为所述校正偏置。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述校正增益和所述校正偏置对所述模数转换模块各通道的输出结果进行校正,得到目标结果,包括:
计算所述模数转换各通道输出结果与所述校正增益的乘积,得到初始结果;
确定所述初始结果与所述校正偏置的差值为目标结果。
5.一种模数转换装置,其特征在于,所述装置包括:
获取模块,用于获取预设的第一参考数据输入通过模数转换模块的第一通道转换,得到的第一转换结果;
所述获取模块,还用于获取预设的第二参考数据输入通过模数转换模块的第二通道转换,得到的第二转换结果;
确定模块,用于基于所述预设的第一参考数据输入、所述预设的第二参考数据输入、所述第一转换结果和所述第二转换结果确定校正增益和校正偏置;
校正模块,用于根据所述校正增益和所述校正偏置对所述模数转换模块各通道的输出结果进行校正,得到目标结果。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述确定模块,用于基于所述预设的第一参考数据输入、所述预设的第二参考数据输入、所述第一转换结果和所述第二转换结果确定校正增益和校正偏置,包括:
所述确定模块,用于确定输入差值与输出差值的比值为校正增益,所述输入差值为所述预设的第一参考数据输入和所述预设的第二参考数据输入的差值,所述输出差值为所述第一转换结果和所述第二转换结果的差值;
计算模块,用于基于所述预设的第一参考数据输入、所述第一转换结果和所述校正增益计算所述校正偏置。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述计算模块,用于基于所述预设的第一参考数据输入、所述第一转换结果和所述校正增益计算所述校正偏置,包括:
所述计算模块,用于计算所述第一转换结果和所述校正增益的乘积作为第一结果;
所述确定模块,用于确定所述第一结果与所述预设的第一参考数据输入的差值为所述校正偏置。
8.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述校正模块,用于根据所述校正增益和所述校正偏置对所述模数转换模块各通道的输出结果进行校正,得到目标结果,包括:
所述计算模块,用于计算所述模数转换各通道输出结果与所述校正增益的乘积,得到初始结果;
所述确定模块,用于确定所述初始结果与所述校正偏置的差值为目标结果。
9.一种模数转换设备,其特征在于,所述模数转换设备包括:处理器,以及存储有计算机程序指令的存储器;
所述处理器读取并执行所述计算机程序指令,以实现如权利要求1-4任意一项所述的模数转换方法。
10.一种计算机存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1-4任意一项所述的模数转换方法。
11.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品中的指令由电子设备的处理器执行时,使得所述电子设备执行如权利要求1-4任意一项所述的模数转换方法。
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