CN114553222B - 一种提高采样保持器增益范围的装置、方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种提高采样保持器增益范围的装置、方法，涉及电子信息技术领域。装置包括可变增益放大器和静态误差偏置补偿放大电路。该电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一放大器。第一电阻的第一端作为第一输入端与采样芯片第一端连接，第二电阻的第一端作为第二输入端与采样芯片第二端连接，第一放大器的输出端作为输出端用于输出得到的输出电压。该电路能够得到输出电压，且实现调整输出电压处于最大增益范围内，避免通过软件进行平衡补偿降低增益范围，使得信噪比降低的情况。因为该电路由第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一放大器构成，避免了使用采样分辨率高的ADC模数转换器，器件成本较高的情况。

Description

一种提高采样保持器增益范围的装置、方法

技术领域

本申请涉及电子信息技术领域，特别是涉及一种提高采样保持器增益范围的装置、方法。

背景技术

随着电子信息技术的日益发展，其中对于输出增益的要求也日渐提高。同时也对采样示波器的要求日渐提高。现有的采样示波器一般采用三级结构，即含有输入级、放大级和输出级的结构。由于输出级的结构和制造工艺的因素，输出的差分对正负信号之间存在一定的静态电压差。该静态电压差会导致采样示波器采集到的采样信号中间的电平平衡点偏离眼图波形的电平中心，进而导致增益范围减小。目前业内暂不处理该状况，通过增大后级的模数转换器(Analog to Digital Converter，ADC)的采样分辨率在软件中进行平衡补偿，进而调整眼图波形的电平平衡点。这样的操作方式需要使用采样分辨率高的ADC模数转换器，器件成本较高，且通过软件进行平衡补偿会降低增益范围，使得信噪比降低。

鉴于上述存在的问题，寻求如何解决软件进行平衡补偿会降低增益范围，使得信噪比降低是本领域技术人员竭力解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种提高采样保持器增益范围的装置、方法，用于调整输出电压处于最大增益范围内，同时避免了使用采样分辨率高的ADC模数转换器，器件成本较高的情况。

为解决上述技术问题，本申请提供一种提高采样保持器增益范围的装置，包括：静态误差偏置补偿放大电路和可变增益放大器，其中，静态误差偏置补偿放大电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一放大器。

第一电阻的第一端作为静态误差偏置补偿放大电路的第一输入端与采样芯片的第一端连接，用于接收第一差分误差信号，第二电阻的第一端作为静态误差偏置补偿放大电路的第二输入端与采样芯片的第二端连接，用于接收第二差分误差信号，第一电阻的第二端与第三电阻的第一端连接，第一电阻的第二端与第一放大器的反相输入端连接，第三电阻的第二端与第一放大器的输出端连接，第二电阻的第二端与第四电阻的第一端连接，第二电阻的第二端与第一放大器的同相输入端连接，第四电阻的第二端作为静态误差偏置补偿放大电路的第三输入端，第一放大器的输出端作为静态误差偏置补偿放大电路的输出端用于输出根据第一差分误差信号和第二差分误差信号得到的输出电压。

静态误差偏置补偿放大电路的输出端与可变增益放大器的输入端连接，可变增益放大器的输出端用于输出采样信号，其中，静态误差偏置补偿放大电路和可变增益放大器组成偏压调整电路。

优选地，还包括：差分放大电路。

优选地，差分放大电路包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第二放大器；

第五电阻的第一端作为差分放大电路的第一输入端与采样芯片的第一端连接，用于接收第一静态电压值，第六电阻的第一端作为差分放大电路的第二输入端与采样芯片的第二端连接，用于接收第二静态电压值，第五电阻的第二端与第七电阻的第一端连接，第五电阻的第二端与第二放大器的同相输入端连接，第七电阻的第二端与第二放大器的反相输出端连接，第六电阻的第二端与第八电阻的第一端连接，第六电阻的第二端与第二放大器的反相输入端连接，第八电阻的第二端与第二放大器的同相输出端连接，第二放大器的反相输出端与第一电阻的第一端连接，用于发送由第一静态电压值转换成的第一差分误差信号，第二放大器的同相输出端与第二电阻的第一端连接，用于发送由第二静态电压值转换成的第二差分误差信号。

优选地，还包括：采样输出级匹配电路；

采样输出级匹配电路包括：第九电阻、第十电阻；

第九电阻的第一端与采样芯片的第一端连接，用于接收第一静态电压值，第九电阻的第一端与第五电阻的第一端连接，第九电阻的第二端接地；

第十电阻的第一端与采样芯片的第二端连接，用于接收第二静态电压值，第十电阻的第一端与第六电阻的第一端连接，第十电阻的第二端接地；其中，差分放大电路和采样输出级匹配电路组成信号压差检测电路。

优选地，还包括：ADC模数转换器104、MCU105、DAC数模转换器106；

DAC数模转换器106的第一端与可变增益放大器的输出端连接，DAC数模转换器106的第二端与MCU105的输入端连接，用于根据输出电压获得DAC采样信号并将DAC采样信号发送至ADC模数转换器104且根据DAC采样信号生成并输出静态误差数字量；

MCU105的输出端与ADC模数转换器104的输入端连接，用于判断静态误差数字量是否为0，若是则判断下一轮的静态误差数字量是否为0，若否则根据静态误差数字量计算静态补偿数字量，且将计算出的静态补偿数字量发送至ADC模数转换器104；

ADC模数转换器104的输出端与静态误差偏置补偿放大电路101的第三输入端连接，用于根据静态补偿数字量生成静态误差偏置补偿电压，将静态误差偏置补偿电压发送至静态误差偏置补偿放大电路101的第三输入端并根据静态误差偏置补偿电压调整第一放大器输出端输出的输出电压。

优选地，第一电阻的阻值与第二电阻的阻值相等，第三电阻的阻值与第四电阻的阻值相等，用于根据第一电阻与第三电阻获取增益值和/或根据第二电阻与第三电阻获取增益值。

优选地，第五电阻的阻值与第六电阻的阻值相等，第七电阻的阻值与第八电阻的阻值相等，用于根据第五电阻与第七电阻获取增益值和/或根据第六电阻与第八电阻获取增益值。

优选地，差分放大电路的输入共模电压与采样芯片的输出共模电压相等。

优选地，第九电阻的阻值与第十电阻的阻值相等。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种提高采样保持器增益范围的方法，包括：

获取第一差分误差信号和第二差分误差信号；

根据第一差分误差信号和第二差分误差信号获取输出电压；

根据输出电压生成静态误差数字量；

判断静态误差数字量是否为0；

若静态误差数字量为0，则结束；

若静态误差数字量不为0，则根据静态误差数字量计算静态补偿数字量。

本申请所提供的提高采样保持器增益范围的装置包括可变增益放大器和静态误差偏置补偿放大电路。其中静态误差偏置补偿放大电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一放大器。第一电阻的第一端作为该电路的第一输入端与采样芯片的第一端连接，用于接收第一差分误差信号，第二电阻的第一端作为该电路的第二输入端与采样芯片的第二端连接，用于接收第二差分误差信号，第一放大器的输出端作为该电路的输出端用于输出根据第一差分误差信号和第二差分误差信号得到的输出电压。该电路能够输出该电路的输出电压，且能够实现调整输出电压处于最大增益范围内。因为该电路由第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及第一放大器构成，避免了使用采样分辨率高的ADC模数转换器，器件成本较高的情况，同时避免了通过软件进行平衡补偿会降低增益范围，使得信噪比降低的情况。

本申请还提供了一种提高采样保持器增益范围的方法，应用于上述提高采样保持器增益范围的装置，效果同上。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例所提供的一种提高采样保持器增益范围的装置结构图；

图2为本申请实施例所提供的一种提高采样保持器增益范围的方法的流程图。

其中，101为静态误差偏置补偿放大电路，102为差分放大电路，103为采样输出级匹配电路，104为ADC模数转换器，105为MCU，106为DAC数模转换器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护范围。

本申请的核心是提供一种提高采样保持器增益范围的装置、方法，其能够调整输出电压处于最大增益范围内，同时避免了使用采样分辨率高的ADC模数转换器，器件成本较高的情况。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

图1为本申请实施例所提供的一种提高采样保持器增益范围的装置结构图。如图1所示，该提高采样保持器增益范围的装置包括：静态误差偏置补偿放大电路101和可变增益放大器U3。其中，静态误差偏置补偿放大电路101包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一放大器U1。

第一电阻R1的第一端作为静态误差偏置补偿放大电路101的第一输入端与采样芯片的第一端连接，用于接收第一差分误差信号，第二电阻R2的第一端作为静态误差偏置补偿放大电路101的第二输入端与采样芯片的第二端连接，用于接收第二差分误差信号，第一电阻R1的第二端与第三电阻R3的第一端连接，第一电阻R1的第二端与第一放大器U1的反相输入端连接，第三电阻R3的第二端与第一放大器U1的输出端连接，第二电阻R2的第二端与第四电阻R4的第一端连接，第二电阻R2的第二端与第一放大器U1的同相输入端连接，第四电阻R4的第二端作为静态误差偏置补偿放大电路101的第三输入端，第一放大器U1的输出端作为静态误差偏置补偿放大电路101的输出端用于输出根据第一差分误差信号和第二差分误差信号得到的输出电压。

将采样芯片输出的第一差分误差信号和第二差分误差信号通过第一电阻R1的第一端和第二电阻R2的第一端输入至静态误差偏置补偿放大电路101，其中，第一放大器U1为特定带宽的通用放大器。第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4均用于设定第一放大器U1的增益比例，通常将第一电阻R1与第二电阻R2设置为阻值相等的两个电阻，将第三电阻R3与第四电阻R4设置为阻值相等的两个电阻，此时通过第一电阻R1与第三电阻R3计算增益值和/或根据第二电阻R2与第四电阻R4计算增益值。在本实施例中，对于计算增益值的方法不作限定，可以是第一电阻R1与第三电阻R3和/或第二电阻R2与第四电阻R4的加、减、乘、除的计算方法中的一种、两种、三种甚至于四种运算的组合，但作为一种更优的实施例，为了能够通过简便的计算也能得出增益值，可以通过第一电阻R1与第三电阻R3和/或第二电阻R2与第四电阻R4作除法得出。

在本实施例中，静态误差偏置补偿放大电路101的输出端与可变增益放大器U3的输入端连接，可变增益放大器U3的输出端用于输出采样信号，其中，静态误差偏置补偿放大电路101和可变增益放大器U3组成偏压调整电路。设置该可变增益放大器U3能够将第一放大器U1的输出电压在一定范围内进行成比例放大或者缩小的增益调整，经增益调整后产生进行成比例放大或者缩小的输出电压。

该电路能够输出其输出电压，且能够实现调整输出电压处于最大增益范围内。因为该电路由第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及第一放大器U1构成，避免了使用采样分辨率高的ADC模数转换器104，器件成本较高的情况，同时避免了通过软件进行平衡补偿会降低增益范围，使得信噪比降低的情况。

在上述实施例的基础上，作为一种更优的实施例，还包括：差分放大电路102。差分放大电路102是一种直接耦合放大电路，差分电路本身具有良好的电气对称性，使其对共模信号有良好的抑制作用，所以能有效地抑制零点漂移现象的发生。

在上述实施例的基础上，作为一种更优的实施例，差分放大电路102包括：第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第二放大器U2。

第五电阻R5的第一端作为差分放大电路102的第一输入端与采样芯片的第一端连接，用于接收第一静态电压值，第六电阻R6的第一端作为差分放大电路102的第二输入端与采样芯片的第二端连接，用于接收第二静态电压值，第五电阻R5的第二端与第七电阻R7的第一端连接，第五电阻R5的第二端与第二放大器U2的同相输入端连接，第七电阻R7的第二端与第二放大器U2的反相输出端连接，第六电阻R6的第二端与第八电阻R8的第一端连接，第六电阻R6的第二端与第二放大器U2的反相输入端连接，第八电阻R8的第二端与第二放大器U2的同相输出端连接，第二放大器U2的反相输出端与第一电阻R1的第一端连接，用于发送由第一静态电压值转换成的第一差分误差信号，第二放大器U2的同相输出端与第二电阻R2的第一端连接，用于发送由第二静态电压值转换成的第二差分误差信号。

在本实施例中，第二放大器U2为特定带宽的差分放大器，第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8用于控制差分放大的增益比例，通常将第五电阻R5与第七电阻R7设置为阻值相等的两个电阻，将第六电阻R6与第八电阻R8设置为阻值相等的两个电阻，此时通过第五电阻R5与第七电阻R7计算增益值和/或根据第六电阻R6与第八电阻R8计算增益值。在本实施例中，对于计算增益值的方法不作限定，可以是第五电阻R5与第七电阻R7和/或第六电阻R6与第八电阻R8的加、减、乘、除的计算方法中的一种、两种、三种甚至于四种运算的组合，但作为一种更优的实施例，为了能够通过简便的计算也能得出增益值，可以通过第五电阻R5与第七电阻R7和/或第六电阻R6与第八电阻R8作除法得出。差分放大电路102的第二放大器U2的同相输入端和反相输入端之间的输入共模电压需要设置为特定的电压值，为了与采样输出级匹配电路103中采样芯片的输出共模电压相匹配。在本实施例中，对于给输入共模电压设置什么样的特定的电压值不作限定，作为一种更优的实施例，为了能够将输入共模电压与采样输出级匹配电路103中采样芯片的输出共模电压实现确定匹配，将差分放大电路102的输入共模电压设置为与采样芯片的输出共模电压相等。

在上述实施例的基础上，作为一种更优的实施例，还包括：采样输出级匹配电路103。

采样输出级匹配电路103包括：第九电阻R9、第十电阻R10。

第九电阻R9的第一端与采样芯片的第一端连接，用于接收第一静态电压值，第九电阻R9的第一端与第五电阻R5的第一端连接，第九电阻R9的第二端接地；

第十电阻R10的第一端与采样芯片的第二端连接，用于接收第二静态电压值，第十电阻R10的第一端与第六电阻R6的第一端连接，第十电阻R10的第二端接地；其中，差分放大电路102和采样输出级匹配电路103组成信号压差检测电路。

在本实施例中，第九电阻R9的第一端和第十电阻R10的第一端作为接收采样芯片的差分输出信号端口，根据采样芯片的输出级匹配要求，需要将第九电阻R9、第十电阻R10分别连接进采样输出级匹配电路103中。同时在采样芯片的差分输出信号端口产生静态压差。若此时采样芯片处于理想状态下，正负差分输出端口完全平衡，此时静态压差为0。但在通常情况下，随着采样芯片的工艺和制造个体的差异，在样芯片的差分输出信号端口产生静态压差为接近于0但不为0的一个电压，或为正，或为负，该静态压差的量级在几毫伏到几十毫伏之间。其中，对于本实施例中第九电阻R9与第十电阻R10的阻值以及其型号并不进行任何限定，但为了确保该采样输出级匹配电路103产生的静态压差能够最大限度地接近于0，此时将第九电阻R9的阻值设置为与第十电阻R10的阻值相等，且第九电阻R9的阻值与第十电阻R10的阻值均为50Ω。

在上述实施例的基础上，作为一种更优的实施例，还包括：ADC模数转换器104、MCU105、DAC数模转换器106。

DAC数模转换器106的第一端与可变增益放大器U3的输出端连接，DAC数模转换器106的第二端与MCU105的输入端连接，用于根据输出电压获得DAC采样信号并将DAC采样信号通过MCU105发送至ADC模数转换器104且根据DAC采样信号生成并输出静态误差数字量。

在本实施例中所提及的模数转换器就是通用的ADC模数转换器104，其采样范围为-1.25V～+1.25V，即采样示波器显示的采样波形的ADC端信号动态范围在±1.25V之间。ADC模数转换器104对于可变增益放大器U3的输出端输出的电压进行采样后生成静态误差数字量。输入至静态误差偏置补偿放大电路101的第三输入端的电压为静态误差偏置补偿电压，最终计算得出第一放大器U1的输出电压为：第一放大器U1的输出电压＝(第二差分误差信号-第一差分误差信号)*(第一放大器U1的增益值)+静态误差偏置补偿电压。当采样芯片的静态压差为0时，静态误差数字量的采样值也为0，此时ADC模数转换器104的采样范围最大，即达到正向满幅1.25V和负向满幅-1.25V，此时，整个采样动态范围为1.25V+1.25V＝2.5V。而当采样芯片的静态压差为不为0时，静态误差数字量的采样值也相应不为0，此时ADC模数转换器104的初始采样点并不是在整个采样范围的中间点，导致采样示波器在实际工作时的采样动态范围被压缩，若静态误差数字量为正值，则整个采样动态范围为：(1.25V-静态误差数字量)*ADC模数转换器104的电压值，若静态误差数字量为负值，则整个采样范围为：(-1.25V-静态误差数字量)*ADC模数转换器104的电压值，此时，无论静态误差数字量为正值还是负值，得出的整个采样动态范围均小于无静态压差情况下的2.5V的整个采样动态范围。同等工作情况下，一旦采样示波器的输入信号超出ADC采样的动态范围，且此时存在静态压差，采样示波器显示的眼图就会出现上部或者下部失真的现象；而在对静态压差进行补偿后的情况下，显示的眼图能够上下平衡，达到2.5V这个最大的动态范围。需要说明的是，在本申请中所提供的ADC模数转换器104的电压值为2V。但并不意味着，全部的ADC模数转换器104的电压值均为2V，对于上述提及的ADC模数转换器104，每个ADC模数转换器104的电压值由于工艺以及器件误差的原因都会有大小上的不同，可根据具体选型进行确定其ADC模数转换器104的电压值，在此处对于该ADC模数转换器104的电压值不作限定。

MCU105的输出端与ADC模数转换器104的输入端连接，用于判断静态误差数字量是否为0，若是则判断下一轮的静态误差数字量是否为0，若否则根据静态误差数字量计算静态补偿数字量，且将计算出的静态补偿数字量发送至ADC模数转换器104。

此处提及的MCU105用于根据静态误差数字量通过MCU105中含有的动态偏压调整程序计算出静态补偿设置数字量，该静态补偿设置数字量为静态误差数字量的负反馈调整值，也就是说，当静态误差数字量为正值时，静态补偿设置数字量向负值微调；静态误差数字量为负值时，静态补偿设置数字量向正值微调。

ADC模数转换器104的输出端与静态误差偏置补偿放大电路101的第三输入端连接，用于根据静态补偿数字量生成静态误差偏置补偿电压，将静态误差偏置补偿电压发送至静态误差偏置补偿放大电路101的第三输入端并根据静态误差偏置补偿电压调整第一放大器U1输出端输出的输出电压。

此处提及的DAC数模转换器106即为通用的DAC数模转换器106，该DAC数模转换器106用于将静态补偿设置数字量转换成静态误差偏置补偿电压，间接控制第一放大器U1的输出电压为：输出电压＝(第二差分误差信号-第一差分误差信号)*(第一放大器U1的增益值)+静态误差偏置补偿电压。

图2为本申请实施例所提供的一种提高采样保持器增益范围的方法的流程图。本申请还提供了一种与上述提高采样保持器增益范围的装置对应的一种提高采样保持器增益范围的方法，如图2所示，该方法的具体步骤如下：

S20：获取第一差分误差信号和第二差分误差信号。

在本实施例中，对于如何获取第一差分误差信号和第二差分误差信号的方式不作限定，可以是将第一差分误差信号和第二差分误差信号转换为数字信号，也可以是将第一差分误差信号和第二差分误差信号以数值的形式存储至文件中，在从存储文件中将其数值提取出来，还可以是获取以数据串的形式存在的第一差分误差信号和第二差分误差信号，可根据具体实施场景确定其实施方式。

S21：根据第一差分误差信号和第二差分误差信号计算并获取输出电压。

需要说明的是，在本实施例中，对于如何获取输出电压不作限定，可以是将输出电压转换为数字信号，也可以是将输出电压以数值的形式存储至文件中，在从存储文件中将其数值提取出来，还可以是获取以数据串的形式存在的输出电压，可根据具体实施场景确定其实施方式。此外，对于如何计算输出电压不作限定，可以是通过加减乘除的基本运算中的一种或几种进行计算，也可以是通过傅里叶变换计算，还可以是通过计算机程序进行编码，通过其编码计算输出电压，可根据具体实施场景确定其实施方式。

S22：根据输出电压生成静态误差数字量。

需要说明的是，在本实施例中，对于如何根据输出电压生成静态误差数字量不作限定，可以是通过加减乘除的基本运算中的一种或几种进行计算，也可以是通过傅里叶变换计算，还可以是通过计算机程序进行编码，通过其编码计算输出电压，可根据具体实施场景确定其实施方式。

S23：判断静态误差数字量是否为0。

若静态误差数字量为0，则结束。

若静态误差数字量不为0，则进入步骤S24。

S24：根据静态误差数字量计算静态补偿数字量。

在本实施例中，当判断静态误差数字量为0时，说明静态偏压为0，不需要进行补偿，直接输出通过上述步骤得到的输出电压即可。当判断静态误差数字量不为0时，说明产生了不为0的静态偏压，需要进行补偿，通过上述步骤进行补偿后将得到的输出电压输出即可需要说明的是，当根据静态误差数字量计算静态补偿数字量可以是通过傅里叶变换计算，还可以是通过计算机程序进行编码，通过其编码计算输出电压，可根据具体实施场景确定其实施方式。

本申请所提供的一种与上述提高采样保持器增益范围的装置对应的一种提高采样保持器增益范围的方法整体实现步骤，具体步骤如下：

步骤1：MCU获取静态误差数字量，判断静态误差数字量是否为0，如果静态误差数字量为0，则ADC模数转换器的采样值对应为0，正向和负向的动态电压范围均为1.25V，认为此时的静态偏压已补偿完成，调整结束。如果静态误差数字量不为0，则根据通道整体增益配置Ag，计算静态误差数字量为：静态误差数字量*(1/Ag)，并根据该静态误差数字量输出静态补偿设置数字量为：-静态误差数字量*(1/Ag)，此时进入步骤2。

步骤2：静态补偿设置数字量通过DAC数模转换器转换成静态误差偏置补偿电压作为静态误差偏置补偿的设定电压，此时进入步骤3。

步骤3：通过静态误差偏置补偿放大电路101的等效作用公式计算第一放大器的输出电压＝(第二差分误差信号-第一差分误差信号)*(第一放大器的增益值)+静态误差偏置补偿电压，静态误差偏置补偿电压会调整和改变第一放大器输出端输出的输出电压的值，进入步骤4。

步骤4：第一放大器输出端输出的输出电压的值通过可变增益放大器进行放大，得到ADC采样信号为：ADC采样信号＝第一放大器输出端输出的输出电压*Ag，进入步骤5。

步骤5：ADC采样信号通过ADC模数转换器转换成对应的静态误差数字量，进入步骤6。

步骤6：MCU继续获取静态误差数字量，判断静态误差数字量是否为0，如果静态误差数字量为0，则ADC模数转换器的采样值对应为0，正向和负向的动态电压范围均为1.25V，认为此时的静态偏压已补偿完成，调整结束。如果静态误差数字量不为0，则根据通道整体增益配置Ag，计算静态误差数字量为：静态误差数字量*(1/Ag)，并根据该静态误差数字量输出静态补偿设置数字量为：-静态误差数字量*(1/Ag)，此时进入步骤2。

通过以上步骤1至步骤6的动态反馈调整步骤，最终使静态压差为0，此时ADC模数转换器采样到的采样保持器信号为0V，处于整个采样范围[-1.25V，+1.25V]的中心，用于采样示波器显示眼图的动态范围达到最大，此时静态偏压调节结束。

上述提及的MCU包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序时实现如上述实施例中所提到的调整动态范围的具体步骤。

其中，处理器可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central Processing Unit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器还可以包括AI(ArtificialIntelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器至少用于存储以下计算机程序，其中，该计算机程序被处理器加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的调整动态范围的具体步骤。另外，存储器所存储的资源还可以包括操作系统和数据等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。

本领域技术人员可以理解，上述提及的结构并不构成对MCU的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。

本申请实施例提供的MCU包括存储器和处理器，处理器在执行存储器存储的程序时，能够实现调整动态范围的具体步骤。

最后，本申请还提供一种计算机可读存储介质对应的实施例。计算机可读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述调整动态范围的方法具体步骤。

可以理解的是，如果上述实施例中的方法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，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本申请所提供的一种提高采样保持器增益范围的装置、方法进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，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“包括一个……”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。

Claims (10)

1.一种提高采样保持器增益范围的装置，其特征在于，包括：静态误差偏置补偿放大电路(101)和可变增益放大器，其中，所述静态误差偏置补偿放大电路(101)包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一放大器；

所述第一电阻的第一端作为所述静态误差偏置补偿放大电路(101)的第一输入端与采样芯片的第一端连接，用于接收第一差分误差信号，所述第二电阻的第一端作为所述静态误差偏置补偿放大电路(101)的第二输入端与所述采样芯片的第二端连接，用于接收第二差分误差信号，所述第一电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一放大器的反相输入端连接，所述第三电阻的第二端与所述第一放大器的输出端连接，所述第二电阻的第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一放大器的同相输入端连接，所述第四电阻的第二端作为所述静态误差偏置补偿放大电路(101)的第三输入端，所述第一放大器的输出端作为所述静态误差偏置补偿放大电路(101)的输出端，用于输出根据所述第一差分误差信号和所述第二差分误差信号得到的输出电压；

所述静态误差偏置补偿放大电路(101)的输出端与所述可变增益放大器的输入端连接，所述可变增益放大器的输出端用于输出采样信号，其中，所述静态误差偏置补偿放大电路(101)和所述可变增益放大器组成偏压调整电路。

2.根据权利要求1所述的提高采样保持器增益范围的装置，其特征在于，还包括：差分放大电路(102)。

3.根据权利要求2所述的提高采样保持器增益范围的装置，其特征在于，所述差分放大电路(102)包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第二放大器；

所述第五电阻的第一端作为所述差分放大电路(102)的第一输入端与所述采样芯片的第一端连接，用于接收第一静态电压值，所述第六电阻的第一端作为所述差分放大电路(102)的第二输入端与所述采样芯片的第二端连接，用于接收第二静态电压值，所述第五电阻的第二端与所述第七电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第二放大器的同相输入端连接，所述第七电阻的第二端与所述第二放大器的反相输出端连接，所述第六电阻的第二端与所述第八电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第二放大器的反相输入端连接，所述第八电阻的第二端与所述第二放大器的同相输出端连接，所述第二放大器的反相输出端与所述第一电阻的第一端连接，用于发送由所述第一静态电压值转换成的所述第一差分误差信号，所述第二放大器的同相输出端与所述第二电阻的第一端连接，用于发送由所述第二静态电压值转换成的所述第二差分误差信号。

4.根据权利要求3所述的提高采样保持器增益范围的装置，其特征在于，还包括：采样输出级匹配电路(103)；

所述采样输出级匹配电路(103)包括：第九电阻、第十电阻；

所述第九电阻的第一端与所述采样芯片的第一端连接，用于接收所述第一静态电压值，所述第九电阻的第一端与所述第五电阻的第一端连接，所述第九电阻的第二端接地；

所述第十电阻的第一端与所述采样芯片的第二端连接，用于接收所述第二静态电压值，所述第十电阻的第一端与所述第六电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端接地；其中，所述差分放大电路(102)和所述采样输出级匹配电路(103)组成信号压差检测电路。

5.根据权利要求1所述的提高采样保持器增益范围的装置，其特征在于，还包括：ADC模数转换器(104)、MCU(105)、DAC数模转换器(106)；

所述DAC数模转换器(106)的第一端与所述可变增益放大器的输出端连接，所述DAC数模转换器(106)的第二端与所述MCU(105)的输入端连接，用于根据所述输出电压获得DAC采样信号并将所述DAC采样信号发送至所述ADC模数转换器(104)且根据所述DAC采样信号生成并输出静态误差数字量；

所述MCU(105)的输出端与所述ADC模数转换器(104)的输入端连接，用于判断所述静态误差数字量是否为0，若是则判断下一轮的所述静态误差数字量是否为0，若否则根据所述静态误差数字量计算静态补偿数字量，且将计算出的所述静态补偿数字量发送至所述ADC模数转换器(104)；

所述ADC模数转换器(104)的输出端与所述静态误差偏置补偿放大电路(101)的第三输入端连接，用于根据所述静态补偿数字量生成静态误差偏置补偿电压，将所述静态误差偏置补偿电压发送至所述静态误差偏置补偿放大电路(101)的第三输入端并根据所述静态误差偏置补偿电压调整所述第一放大器的输出端输出的所述输出电压。

6.根据权利要求1所述的提高采样保持器增益范围的装置，其特征在于，所述第一电阻的阻值与所述第二电阻的阻值相等，所述第三电阻的阻值与所述第四电阻的阻值相等，用于根据所述第一电阻与所述第三电阻获取增益值和/或根据所述第二电阻与所述第三电阻获取增益值。

7.根据权利要求3所述的提高采样保持器增益范围的装置，其特征在于，所述第五电阻的阻值与所述第六电阻的阻值相等，所述第七电阻的阻值与所述第八电阻的阻值相等，用于根据所述第五电阻与所述第七电阻获取增益值和/或根据所述第六电阻与所述第八电阻获取增益值。

8.根据权利要求3所述的提高采样保持器增益范围的装置，其特征在于，所述差分放大电路(102)的输入共模电压与所述采样芯片的输出共模电压相等。

9.根据权利要求4所述的提高采样保持器增益范围的装置，其特征在于，所述第九电阻的阻值与所述第十电阻的阻值相等。

10.一种提高采样保持器增益范围的方法，其特征在于，应用于上述权利 要求1至9任意一项所述的提高采样保持器增益范围的装置，包括：

获取第一差分误差信号和第二差分误差信号；

根据所述第一差分误差信号和所述第二差分误差信号获取输出电压；

根据所述输出电压生成静态误差数字量；

判断所述静态误差数字量是否为0；

若所述静态误差数字量为0，则结束；

若所述静态误差数字量不为0，则根据所述静态误差数字量计算静态补偿数字量。

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