CN118337214A - 模拟量处理电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及信号处理技术领域，特别涉及一种模拟量处理电路及方法，其中，电路包括：基准校准电路，用于根据第一控制信号依次输出多个校准电压；信号处理电路，用于根据基准电压和多个校准电压生成多个校准系数，并根据当前输入模拟量生成待校准模拟量；控制电路，用于从与多个校准系数一一对应的多个区间中确定待校准模拟量所处的目标区间，并根据目标区间对应的目标校准系数与待校准模拟量的乘积得到最终模拟量。由此，解决了相关技术中采集信号的方式环境适应性差、设计成本高等问题，通过内部校准电路进行电路误差的校准，减少了环境因素的变化对硬件电路误差造成的影响，提高了传感器信号的采集精度。
Description
技术领域
本申请涉及信号处理技术领域，特别涉及一种模拟量处理电路及方法。
背景技术
燃料电池在运行过程中对温度和压力的敏感性较高，不同工作点对系统的温度和压力有不同要求，因此在燃料电池的空气回路和冷却回路中设置了压力和温度传感器。为了确保燃料电池系统的安全稳定运行，需要实时监控温度、压力等信号，传感器信号是保证燃料电池能否稳定可靠运行的关键因素，因此准确采集传感器信号尤为重要。
相关技术中，通常利用集成运放芯片采集模拟信号或利用分离器搭建高精密运放采集电路。
然而，利用集成运放芯片采集模拟信号，环境适应性较差，而虽然利用分离器搭建高精密运放采集电路的采集精度较高，但设计成本较高且使用的电子器件较多，导致占用空间较大，不适用于多模拟量同时采集，亟待改进。
发明内容
本申请提供一种模拟量处理电路及方法，以解决相关技术中采集信号的方式环境适应性差、设计成本高等问题。
本申请第一方面实施例提供一种模拟量处理电路，包括：
基准校准电路，用于根据第一控制信号依次输出多个校准电压；
信号处理电路，用于根据基准电压和所述多个校准电压生成多个校准系数，并根据当前输入模拟量生成待校准模拟量；
控制电路，用于从与所述多个校准系数一一对应的多个区间中确定所述待校准模拟量所处的目标区间，并根据所述目标区间对应的目标校准系数与所述待校准模拟量的乘积得到最终模拟量。
根据本申请的一个实施例，所述基准校准电路，包括：
用于提供基准电压的基准电压源，所述基准电压源的接地端接地；
依次串联的第一至第N电阻，第一电阻的一端与所述基准电压源的电源输出端相连，所述第N电阻的另一端与所述基准电压源的接地端相连，其中，N大于等于2，且N为整数；
依次并联的第一至第M开关，所述第一至第M开关的一端分别与所述第一至第N电阻的一端一一对应相连，所述第一至第M开关的另一端均与所述基准校准电路的输出端相连，其中，M＝N；
译码器，所述译码器的第一至第P输出端分别与所述第一至第M开关的控制端一一对应相连，所述译码器的第一至第Z控制端均与所述控制电路相连，其中，P＝2Z＝M。
根据本申请的一个实施例，所述信号处理电路，包括：
放大器；
第N+1电阻，所述第N+1电阻的一端接地，所述第N+1电阻的另一端与所述放大器的反相输入端相连；
第N+2电阻，所述第N+2电阻的一端与所述第N+1电阻的另一端相连，所述第N+2电阻的另一端与所述放大器的输出端相连；
第N+3电阻，所述第N+3电阻的一端与所述信号处理电路的输入端相连，所述第N+3电阻的另一端与所述放大器的同相输入端相连；
第N+4电阻，所述第N+4电阻的一端与所述放大器的同相输入端相连；
第N+5电阻，所述第N+5电阻的一端与所述放大器的输出端相连，所述第N+5电阻的另一端与所述信号处理电路的输出端相连；
第一电容，所述第一电容的一端分别与所述第N+3电阻的一端和所述信号处理电路的输入端相连；
第二电容，所述第二电容的一端与所述放大器的同相输入端相连；
第三电容，所述第三电容的一端分别与所述第一电容的另一端、所述第N+4电阻的另一端和所述第二电容的另一端相连，所述第三电容的另一端与所述信号处理电路的输出端相连。
根据本申请的一个实施例，上述的模拟量处理电路，还包括：
开关矩阵电路，所述开关矩阵电路的输入端分别与所述基准校准电路和至少一个传感件相连，所述开关矩阵电路的控制端与所述控制电路相连，所述开关矩阵电路的输出端与所述信号处理电路相连，所述开关矩阵电路具有多种开关状态，每种开关状态与所述控制电路发出的第二控制信号相对应。
根据本申请的一个实施例，所述开关矩阵电路包括至少一组开关单元，其中，每组开关单元包括：
第一开关件，所述第一开关件的输入端与所述基准校准电路的输出端相连，所述第一开关件的输出端与所述信号处理电路的输入端相连；
第二开关件，所述第二开关件的输入端与所述信号处理电路对应的传感件相连，所述第二开关件的输出端与所述信号处理电路的输入端相连。
根据本申请的一个实施例，所述开关矩阵电路开关单元的组数和所述信号处理电路的个数由传感件的个数确定。
根据本申请的一个实施例，所述控制电路，包括：
控制单元，所述控制单元分别与所述基准校准电路和所述开关矩阵电路相连，用于对所述基准校准电路发出所述第一控制信号，和/或对所述开关矩阵电路发出第二控制信号；
模数转换单元，用于将所述最终模拟量转化为数字量；
发送单元，用于发送所述数字量至预设终端。
根据本申请的一个实施例，所述控制电路，还包括：
定时单元，用于设定校准周期，并根据所述校准周期发出所述第一控制信号。
根据本申请实施例提供的模拟量处理电路，基准校准电路输出多个校准电压；信号处理电路生成校准系数并根据当前输入模拟量生成待校准模拟量；控制电路根据待校准模拟量所处的区间确定目标校准系数，并根据目标校准系数与待校准模拟量的乘积得到最终模拟量。由此，解决了相关技术中采集信号的方式环境适应性差、设计成本高等问题，通过内部校准电路进行电路误差的校准，减少了环境因素的变化对硬件电路误差造成的影响，提高了传感器信号的采集精度。
本申请第二方面实施例提供一种模拟量处理方法，采用上述的模拟量采集电路，所述方法包括以下步骤：
利用所述基准校准电路根据第一控制信号依次输出多个校准电压；
利用所述信号处理电路根据基准电压和所述多个校准电压生成多个校准系数，并根据当前输入模拟量生成待校准模拟量；
利用所述控制电路从与所述多个校准系数一一对应的多个区间中确定所述待校准模拟量所处的目标区间，并根据所述目标区间对应的目标校准系数与所述待校准模拟量的乘积得到最终模拟量。
根据本申请的一个实施例，在根据所述目标校准系数与所述待校准模拟量的乘积得到所述最终模拟量之后，还包括：
将所述最终模拟量转化为数字量；
发送所述数字量至预设终端。
根据本申请实施例提供的模拟量处理方法，利用基准校准电路输出多个校准电压；利用信号处理电路生成校准系数并根据当前输入模拟量生成待校准模拟量；利用控制电路根据待校准模拟量所处的区间确定目标校准系数，并根据目标校准系数与待校准模拟量的乘积得到最终模拟量。由此，解决了相关技术中采集信号的方式环境适应性差、设计成本高等问题，通过内部校准电路进行电路误差的校准，减少了环境因素的变化对硬件电路误差造成的影响，提高了传感器信号的采集精度。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本申请实施例提供的一种模拟量处理电路的方框示意图；
图2为根据本申请的一个实施例的模拟量处理电路的结构示意图；
图3为根据本申请的一个实施例的基准校准电路的结构示意图；
图4为根据本申请的一个实施例的信号处理电路的结构示意图；
图5为根据本申请实施例的模拟量处理方法的流程图；
图6为根据本申请的一个实施例的模拟量处理方法的工作流程图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的模拟量处理电路及方法。针对上述背景技术中提到的采集信号的方式环境适应性差、设计成本高等问题，本申请提供了一种模拟量处理电路，基准校准电路输出多个校准电压；信号处理电路生成校准系数并根据当前输入模拟量生成待校准模拟量；控制电路根据待校准模拟量所处的区间确定目标校准系数，并根据目标校准系数与待校准模拟量的乘积得到最终模拟量。由此，解决了相关技术中采集信号的方式环境适应性差、设计成本高等问题，通过内部校准电路进行电路误差的校准，减少了环境因素的变化对硬件电路误差造成的影响，提高了传感器信号的采集精度。
具体而言，图1为本申请实施例所提供的一种模拟量处理电路的方框示意图。
如图1所示，该模拟量处理电路10包括：基准校准电路100、信号处理电路200和控制电路300。
其中，基准校准电路100，用于根据第一控制信号依次输出多个校准电压；信号处理电路200，用于根据基准电压和多个校准电压生成多个校准系数，并根据当前输入模拟量生成待校准模拟量；控制电路300，用于从与多个校准系数一一对应的多个区间中确定待校准模拟量所处的目标区间，并根据目标区间对应的目标校准系数与待校准模拟量的乘积得到最终模拟量。
其中，目标区间指的是待校准模拟量所处的预定范围，目标校准系数指的是目标区间对应的校准系数。
具体地，通过基准校准电路100输出多个校准电压，信号处理电路200根据基准电压和校准电压生成校准系数并根据当前输入模拟量生成待校准模拟量，控制电路300从与多个校准系数对应的区间中确定待校准模拟量所处的区间，根据待校准模拟量所处的区间确定目标校准系数，并根据目标校准系数与待校准模拟量的乘积得到最终模拟量，从而实现了传感器信号采集电路误差的在线校准，当环境温度、压力等发生变化时可以启动模拟量处理电路10进行电路参数的校准，减少了环境温度、压力等因素的变化对硬件电路误差造成的影响，提高了传感器信号的采集精度。
进一步地，在一些实施例中，上述的模拟量处理电路10，还包括：开关矩阵电路400，开关矩阵电路400的输入端分别与基准校准电路100和至少一个传感件相连，开关矩阵电路400的控制端与控制电路300相连，开关矩阵电路400的输出端与信号处理电路200相连，开关矩阵电路400具有多种开关状态，每种开关状态与控制电路300发出的第二控制信号相对应。
具体地，开关矩阵电路400通过与基准校准电路100相连，便于根据开关矩阵电路400的开关状态获取不同的校准系数，开关矩阵电路400通过与传感件相连，可以实现对传感器信号的采集，便于根据基准校准电路100的校准系数提高传感器的采集精度。同时开关矩阵电路400的输出端与信号处理电路200相连，可以高效地传输和处理输入信号。此外，开关矩阵电路400具有多种开关状态，可以根据实际情况进行灵活调整和切换，适应不同的工作模式。
进一步地，在一些实施例中，开关矩阵电路400包括至少一组开关单元，其中，每组开关单元包括：第一开关件，第一开关件的输入端与基准校准电路100的输出端相连，第一开关件的输出端与信号处理电路200的输入端相连；第二开关件，第二开关件的输入端与信号处理电路200对应的传感件相连，第二开关件的输出端与信号处理电路200的输入端相连，第一开关件的输入端和第二开关件的输入端还与控制电路300的输入端相连。
其中，在一些实施例中，开关矩阵电路400开关单元的组数和信号处理电路200的个数由传感件的个数确定。例如，假设传感件的个数为2，则开关矩阵电路400开关单元的组数为2，信号处理电路200的个数为2。
具体地，开关矩阵电路400可以根据实际需要配置多组开关单元，以适用于各种不同数量的传感器信号处理需求。开关矩阵电路400配置了多组开关单元，并与基准校准电路100和信号处理电路200相连，可以实现信号的精确处理和校准，提高信号处理的准确性和稳定性。
进一步地，在一些实施例中，基准校准电路100，包括：用于提供基准电压Uref的基准电压源，基准电压源的接地端接地；依次串联的第一至第N电阻，第一电阻的一端与基准电压源的电源输出端相连，第N电阻的另一端与基准电压源的接地端相连，其中，N大于等于2，且N为整数；依次并联的第一至第M开关，第一至第M开关的一端分别与第一至第N电阻的一端一一对应相连，第一至第M开关的另一端均与基准校准电路的输出端相连，其中，M＝N；译码器，译码器的第一至第P输出端分别与第一至第M开关的控制端一一对应相连，译码器的第一至第Z控制端均与控制电路相连，其中，P＝2Z＝M。
举例而言，如图2所示，假设N为4，即基准校准电路100包括依次串联的第一电阻R1至第四电阻R4、依次并联的第一开关K1至第四开关K4和译码器。其中，第一电阻的一端与基准电压源的电源输出端Uref相连，第四电阻的另一端与基准电压源的接地端GND1相连，第一开关K1至第四开关K4的一端分别与第一电阻R1至第四电阻R4的一端一一对应相连，第一开关K1至第四开关K4的另一端均与基准校准电路的输出端Uref’相连，译码器的第一输出端D1至第四输出端D4分别与第一开关K1至第四开关K4的控制端一一对应相连，译码器的第一控制端S1和第二控制端S2均与控制电路300相连。
此外，本申请实施例还可以根据实际情况采取其他型号的译码器，例如，当基准校准电路100中的开关个数为8时，则采用含有8个输出端且含有3个控制端的译码器，本申请还可以不采用译码器，直接采用直连的方式控制开关，比如，假设基准校准电路100中的开关个数为4个，则直接通过将4个开关分别对应接入4个控制端口，从而实现通过不同的控制端口控制开关的状态。
由此，基准电压源能够产生并向信号处理电路200提供已知且可靠的基准电压Uref。通过控制不同的开关状态，可以将不同的电阻与基准电压源连接，通过多个开关和电阻的组合并结合信号处理电路200的个数，可以得到不同的校准系数，从而满足不同的信号校准应用需求。
进一步地，在一些实施例中，如图3所示，信号处理电路200，包括：放大器U1A；第N+1电阻，第N+1电阻的一端接地，第N+1电阻的另一端与放大器的反相输入端相连；第N+2电阻，第N+2电阻的一端与第N+1电阻的另一端相连，第N+2电阻的另一端与放大器的输出端相连；第N+3电阻，第N+3电阻的一端与信号处理电路的输入端相连，第N+3电阻的另一端与放大器的同相输入端相连；第N+4电阻，第N+4电阻的一端与放大器的同相输入端相连；第N+5电阻，第N+5电阻的一端与放大器的输出端相连，第N+5电阻的另一端与信号处理电路的输出端相连；第一电容C1，第一电容C1的一端分别与第N+3电阻的一端和信号处理电路的输入端相连；第二电容C2，第二电容C2的一端与放大器的同相输入端相连；第三电容C3，第三电容C3的一端分别与第一电容C1的另一端、第N+4电阻的另一端和第二电容C2的另一端相连，第三电容C3的另一端与信号处理电路的输出端相连。
优选地，考虑到电阻的阻抗匹配本申请实施例的信号处理电路200，电路中的第N+1电阻、第N+2电阻、第N+3电阻和第N+3电阻可以为相同的电阻阻值，在此不做具体限定。
示例性地，如图3所示，当N＝4时，放大器U1A由固定电压的隔离电源供电，信号Uin输入经过由第七电阻R7，第八电阻R8，第一电容C1和第二电容C2构成的二阶低通滤波接入放大器U1A的同相端，信号GND1输入经过由第五电阻R5连接到放大器U1A的反相端，经过第六电阻R6连接到运放的输出端，放大器U1A的输出端经过第九电阻R9和第三电容C3输出到U0UT，并连接到控制电路300。
为了便于本领域技术人员理解本申请实施例的信号处理电路200的输出电压U0UT，输出电压U0UT可以通过以下公式计算得到。
U0UT＝(R6/R5)*(Uin-GND1)＝Uin
进一步地，在一些实施例中，控制电路300，包括：控制单元，控制单元分别与基准校准电路200和开关矩阵电路400相连，用于对基准校准电路100发出第一控制信号，和/或对开关矩阵电路400发出第二控制信号；模数转换单元，用于将最终模拟量转化为数字量；发送单元，用于发送数字量至预设终端。
优选地，控制单元可以为I/O(Input/Output，输入/输出)控制模块，模数转换单元可以为A/D转化器(Analog-to-Digital Convert，模拟/数字转换器)，发送单元可以为CAN(Controller Area Network，控制器局域网)通讯接口。
可选地，预设终端可以是显示屏等，在此不做具体限定。
具体地，控制单元与基准校准电路200和开关矩阵电路400相连，可以通过发出第一控制信号，实现对基准校准电路200进行调整和校准，确保其输出准确可靠，或通过发出第二控制信号，实现控制开关矩阵电路400的开关状态，从而实现对电路连接的切换和控制，或同时对基准校准电路100发出第一控制信号和对开关矩阵电路400发出第二控制信号。此外，模数转换单元具有较高的分辨率和抗干扰能力，可以准确地将模拟量转换为数字量，便于数字系统的处理和传输。
进一步地，在一些实施例中，控制电路300，还包括：定时单元，用于设定校准周期，并根据校准周期发出第一控制信号。
可选地，校准周期可以为2分钟，还可以根据需要调整校准周期，以适应不同的应用场景和需求，在此不做具体限定。
可以理解的是，传感器信号的电路采集无需实时校准，因此，可以根据定时单元设定校准周期，如2分钟校准一次，校准系数未更新前均已当前系数为准，从而降低校准的频率，减少系统的负担和成本。同时，定时单元根据校准周期发送第一控制信号至基准校准电路100，可以及时检测并发出校准信号，确保校准的及时性和准确性。
为了便于本领域技术人员更清晰直观地了解本申请实施例的模拟量处理电路，下面结合图4进行详细说明。
如图4所示，本申请实施例的模拟量处理电路包括基准校准电路100、信号处理电路200、主控芯片MCU(Micro Control Unit，微控制单元)以及开关矩阵电路400。
其中，以基准校准电路100中的电阻数量N＝4为例，基准校准电路100由高精密低噪声基准电压源、高精度电阻、开关及译码器等组成来给信号处理电路200提供基准电源信号，基准电压源的输出端Uref为4.096v，该参考电压通过4个阻值相同的高精密电阻，即第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第四电阻R4串联接入接地端GND1，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4输入端依次通过第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3和第四开关K4输出到Uref’，开关K1、K2、K3和K4的控制端依次与译码器的第一输入端D1、第二输入端D2、第三输入端D3和第四输入端D4相连接，译码器的第一控制端S1和第二控制端S2和主芯片MCU的I/O1和I/O2连接，其中，开关配置真值表及基准电压Uref对应值，如表1所示：
表1
| 被控开关 | I/O1 | I/O2 | Uref电压V |
| K1 | 0 | 0 | 4.096 |
| K2 | 0 | 1 | 3.072 |
| K3 | 1 | 0 | 2.048 |
| K4 | 1 | 1 | 1.024 |
进一步地，信号处理电路200包括信号处理电路1和信号处理电路2，信号处理电路1和信号处理电路2含有相同的电路结构，由集成运放和阻容器件组成的差分运算放大电路进行信号的采集。其中，运算放大器U1A由5v隔离电源供电，信号Uin1输入经过由第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1和第二电容C2构成二阶低通滤波接入运算放大器U1A的同相端，信号GND1输入经过由第五电阻R5连接到运算放大器U1A的反相端经过第六电阻R6连接到运算放大器U1A的输出端，运算放大器U1A的输出端经过第九电阻R9和第三电容C3输出到Uout1，连接到主芯片MCU的到A/D转换模块。
进一步地，主控芯片MCU集成了A/D转换模块、I/O控制模块以及CAN通讯接口，I/O控制模块中的I/O1和I/O2连接基准校准电路的译码器控制端，I/O3连接到开关矩阵K7的控制端，I/O4连接到开关矩阵K8的控制端，I/O5连接到开关矩阵K5的控制端，I/O6连接到开关矩阵K6的控制端，通过对I/O3～I/O6的控制可以实现基准校准信号的输入和外部传感器信号输入的切换。
进一步地，开关矩阵电路400由4个开关第五开关K5、第六开关K6、第七开关K7和第八开关K8组成，其中第五开关K5和第六开关K6开关的输入端与基准校准电路的输出端Uref’相连，第五开关K5的输出端和信号处理电路1的输入端Uin1相连，第六开关K6的输出端和信号处理电路2的输入端Uin2相连。第七开关K7的输入输出端分别和外部传感器1的信号Usignal1和信号处理电路1的输入端Uin1相连，第八开关K8的输入输出端分别和外部传感器2的信号Usignal2和信号处理电路2的输入端Uin2相连，第五开关K5、第六开关K6、第七开关K7和第八开关K8的控制端依次和主控芯片MCU的I/O3、I/O4、I/O5和I/O6连接，从而可进行基准校准电路100的信号采集和外部传感器信号采集的切换。
具体而言，如图4所示，系统上电开始后，先进行基准校准电路100的校准，首先闭合第一开关K1，选择基准信号1，断开第七开关K7、第八开关K8，断开外部信号源，再闭合第五开关K5、第六开关K6选通需要校准的信号处理电路，此时信号处理电路1输出Uout1信号，信号处理电路2输出Uout2信号，获取信号处理电路1的校准系数p11，p11＝Uref/Uout1＝4.096/Uout1，获取信号处理电路2的校准系数p21，p21＝Uref/Uout2＝4.096/Uout2，同上操作依次闭合第二开关K2、第三开关K3和第四开关K4，可获取信号处理电路1的校准系数p12、p13、p14，以及获取信号处理电路2的校准系数p22、p23、p24，并保存校准系数。
进一步地，当校准完成后断开第五开关K5、第六开关K6，闭合第七开关K7和第八开关K8，信号处理电路200的信号源由基准信号切换到外部传感器输入信号，获取传感器的模拟量Usignal1、Usignal2。信号处理电路1输出Uout1，由于本申请实施例的模拟量为0.5V～4.5V信号，且校准了电压，故校准信号可以按如下规则选取，当Uout1在[0.5V，1.5V)范围内时，校准信号选p14，当Uout1在[1.5V，2.5V)范围内时，校准信号选p13，当Uout1在[2.5V，3.5V)范围内时，校准信号选p12，当Uout1在[3.5V，4.5V)范围内时，校准信号选p11；信号处理电路2输出Uout2，与Uout1类同，按照相同规则选取对应的校准系数即可。
进一步地，信号电路处理电路200将信号传递至主控芯片MCU的A/D转换模块后，A/D转换模块需将当前采集到的电压值进行转化并参考校准系数进行参数校准，校准后的电压值为U＝Uout1*p，主控芯片MCU将该电压值对应的温度和压力信号视为当前传感器的温度压力信号进行处理或者将信号通过CAN通讯接口将数据发出，由此，完成了传感器信号的电路采集误差校准。此外，本申请实施例可根据需求设置周期性校准，如2min校准一次，校准系数未更新前均以当前系数为准。
由此，通过对内部校准电路进行电路误差的校正，减少了环境温度、压力等变化引起的硬件电路误差，从而提升了传感器的采集精度。
根据本申请实施例提出的模拟量处理电路，基准校准电路输出多个校准电压；信号处理电路生成校准系数并根据当前输入模拟量生成待校准模拟量；控制电路根据待校准模拟量所处的区间确定目标校准系数，并根据目标校准系数与待校准模拟量的乘积得到最终模拟量。由此，解决了相关技术中采集信号的方式环境适应性差、设计成本高等问题，通过内部校准电路进行电路误差的校准，减少了环境因素的变化对硬件电路误差造成的影响，提高了传感器信号的采集精度。
其次参照附图描述根据本申请实施例提出的模拟量处理方法的流程示意图。
如图5所示，该模拟量处理方法采用上述的模拟量采集电路，该方法包括以下步骤：
在步骤S501中，利用基准校准电路根据第一控制信号依次输出多个校准电压。
在步骤S502中，利用信号处理电路根据基准电压和多个校准电压生成多个校准系数，并根据当前输入模拟量生成待校准模拟量。
在步骤S503中，利用控制电路从与多个校准系数一一对应的多个区间中确定待校准模拟量所处的目标区间，并根据目标区间对应的目标校准系数与待校准模拟量的乘积得到最终模拟量。
进一步地，在一些实施例中，在根据目标校准系数与待校准模拟量的乘积得到最终模拟量之后，还包括：将最终模拟量转化为数字量；发送数字量至预设终端。
为了便于本领域技术人员更清晰直观地了解本申请实施例的模拟量处理方法，下面结合图6进行详细说明。
如图6所示，该模拟量处理方法的工作流程包括以下步骤：
S601，开始。
S602，根据基准电压及采集到的基准电压值计算求得校准参数。
S603，获取当前传感器的模拟量。
S604，根据获取的校准系数和获取的当前模拟量，得到校准后的模拟量。
S605，根据校准后的模拟量，输出对应的传感器的值。
S606，结束。
需要说明的是，前述对模拟量处理电路实施例的解释说明也适用于该实施例的模拟量处理方法，此处不再赘述。
根据本申请实施例提供的模拟量处理方法，利用基准校准电路输出多个校准电压；利用信号处理电路生成校准系数并根据当前输入模拟量生成待校准模拟量；利用控制电路根据待校准模拟量所处的区间确定目标校准系数，并根据目标校准系数与待校准模拟量的乘积得到最终模拟量。由此，解决了相关技术中采集信号的方式环境适应性差、设计成本高等问题，通过内部校准电路进行电路误差的校准，减少了环境因素的变化对硬件电路误差造成的影响，提高了传感器信号的采集精度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或N个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，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模块中，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模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种模拟量处理电路，其特征在于，包括：
基准校准电路，用于根据第一控制信号依次输出多个校准电压；
信号处理电路，用于根据基准电压和所述多个校准电压生成多个校准系数，并根据当前输入模拟量生成待校准模拟量；
控制电路，用于从与所述多个校准系数一一对应的多个区间中确定所述待校准模拟量所处的目标区间，并根据所述目标区间对应的目标校准系数与所述待校准模拟量的乘积得到最终模拟量。
2.根据权利要求1所述的模拟量处理电路，其特征在于，所述基准校准电路，包括：
用于提供基准电压的基准电压源，所述基准电压源的接地端接地；
依次串联的第一至第N电阻，第一电阻的一端与所述基准电压源的电源输出端相连，所述第N电阻的另一端与所述基准电压源的接地端相连，其中，N大于等于2，且N为整数；
依次并联的第一至第M开关，所述第一至第M开关的一端分别与所述第一至第N电阻的一端一一对应相连，所述第一至第M开关的另一端均与所述基准校准电路的输出端相连，其中，M＝N。
3.根据权利要求2所述的模拟量处理电路，其特征在于，所述信号处理电路，包括：
放大器；
第N+1电阻，所述第N+1电阻的一端接地，所述第N+1电阻的另一端与所述放大器的反相输入端相连；
第N+2电阻，所述第N+2电阻的一端与所述第N+1电阻的另一端相连，所述第N+2电阻的另一端与所述放大器的输出端相连；
第N+3电阻，所述第N+3电阻的一端与所述信号处理电路的输入端相连，所述第N+3电阻的另一端与所述放大器的同相输入端相连；
第N+4电阻，所述第N+4电阻的一端与所述放大器的同相输入端相连；
第N+5电阻，所述第N+5电阻的一端与所述放大器的输出端相连，所述第N+5电阻的另一端与所述信号处理电路的输出端相连；
第一电容，所述第一电容的一端分别与所述第N+3电阻的一端和所述信号处理电路的输入端相连；
第二电容，所述第二电容的一端与所述放大器的同相输入端相连；
第三电容，所述第三电容的一端分别与所述第一电容的另一端、所述第N+4电阻的另一端和所述第二电容的另一端相连，所述第三电容的另一端与所述信号处理电路的输出端相连。
4.根据权利要求1所述的模拟量处理电路，其特征在于，还包括：
开关矩阵电路，所述开关矩阵电路的输入端分别与所述基准校准电路和至少一个传感件相连，所述开关矩阵电路的控制端与所述控制电路相连，所述开关矩阵电路的输出端与所述信号处理电路相连，所述开关矩阵电路具有多种开关状态，每种开关状态与所述控制电路发出的第二控制信号相对应。
5.根据权利要求4所述的模拟量处理电路，其特征在于，所述开关矩阵电路包括至少一组开关单元，其中，每组开关单元包括：
第一开关件，所述第一开关件的输入端与所述基准校准电路的输出端相连，所述第一开关件的输出端与所述信号处理电路的输入端相连；
第二开关件，所述第二开关件的输入端与所述信号处理电路对应的传感件相连，所述第二开关件的输出端与所述信号处理电路的输入端相连。
6.根据权利要求4所述的模拟量处理电路，其特征在于，所述开关矩阵电路开关单元的组数和所述信号处理电路的个数由传感件的个数确定。
7.根据权利要求4所述的模拟量处理电路，其特征在于，所述控制电路，包括：
控制单元，所述控制单元分别与所述基准校准电路和所述开关矩阵电路相连，用于对所述基准校准电路发出所述第一控制信号，和/或对所述开关矩阵电路发出第二控制信号；
模数转换单元，用于将所述最终模拟量转化为数字量；
发送单元，用于发送所述数字量至预设终端。
8.根据权利要求7所述的模拟量处理电路，其特征在于，所述控制电路，还包括：
定时单元，用于设定校准周期，并根据所述校准周期发出所述第一控制信号。
9.一种模拟量处理方法，其特征在于，采用如权利要求1-8中任一项所述的模拟量处理电路，其中，所述方法包括以下步骤：
利用所述基准校准电路根据第一控制信号依次输出多个校准电压；
利用所述信号处理电路根据基准电压和所述多个校准电压生成多个校准系数，并根据当前输入模拟量生成待校准模拟量；
利用所述控制电路从与所述多个校准系数一一对应的多个区间中确定所述待校准模拟量所处的目标区间，并根据所述目标区间对应的目标校准系数与所述待校准模拟量的乘积得到最终模拟量。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在根据所述目标校准系数与所述待校准模拟量的乘积得到所述最终模拟量之后，还包括：
将所述最终模拟量转化为数字量；
发送所述数字量至预设终端。
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