CN206638238U - 校准电路 - Google Patents

Abstract

一种校准电路，用于校准采样电路接收的采样信号。校准电路包括微控制单元、第一及第二电子开关、第一及第二基准源。微控制单元在开启校准功能时，控制第一电子开关导通，第一基准源输出的第一电压通过第一电子开关传输给采样电路。采样电路根据第一电压输出第一反馈信号给微控制单元。微控制单元接收到第一反馈信号后，控制第二电子开关导通。第二基准源输出的第二电压通过第二电子开关传输给采样电路。采样电路根据第二电压输出第二反馈信号给微控制单元。微控制单元建立第一反馈信号与第二反馈信号的线性关系，从而完成采集电路的测量范围内的第一区段的校准。上述校准电路能自动对采样信号进行校准以节省人力且提高精度及效率。

Description

校准电路

【技术领域】

本实用新型涉及一种校准电路。

【背景技术】

目前电子产品所涉及到的电压、电流、温度等参数基本都是通过采样的方式把模拟信号转换成数字信号，以供MCU(Micro Control Unit，微控制单元)计算，从而得到我们需要的数值，因此，采样的精度决定了获得的参数的准确度。

为了提高采样的精度，通常会采用单点校准或多点校准。然而，目前的单点校准或多点校准都需要人工参与才能进行。当产品数量较多时，需要投入大量的人力才能完成校准；当产品更新程序后，又需要再次投入大量的人力进行重新校准；并且人工参与容易出错且效率较低。

鉴于以上内容，实有必要提供一种新型的校准电路以克服以上缺陷。

【发明内容】

本实用新型的目的是提供一种能自动对采样信号进行校准以节省人力且提高精度及效率的校准电路。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种校准电路，所述校准电路用于校准采样电路的输入端接收的采样信号，所述校准电路包括微控制单元、第一电子开关、第二电子开关、第一基准源及第二基准源，所述第一电子开关与所述微控制单元、所述第一基准源及所述采样电路的输入端相连，所述第二电子开关与所述微控制单元、所述第二基准源及所述采样电路的输入端相连，所述微控制单元与所述采样电路相连，所述微控制单元在开启校准功能时，控制第一电子开关导通，所述第一基准源输出的第一电压通过所述第一电子开关传输给所述采样电路的输入端，所述采样电路对所述第一电压进行处理后输出第一反馈信号给所述微控制单元，所述微控制单元接收到所述第一反馈信号后，控制所述第一电子开关截止，并控制所述第二电子开关导通，所述第二基准源输出的第二电压通过所述第二电子开关传输给所述采样电路的输入引脚，所述采样电路对所述第二电压进行处理后输出第二反馈信号给所述微控制单元，所述微控制单元接收到所述第二反馈信号后，建立所述第一反馈信号与所述第二反馈信号的线性关系，从而完成所述采集电路的测量范围内的第一区段的校准。

进一步地，所述校准电路还包括第三电子开关及第三基准源，所述第三电子开关与所述微控制单元、所述第三电子开关及所述采样电路的输入端相连，所述微控制单元接收到所述第二反馈信号后，还控制所述第二电子开关截止，还控制所述第三电子开关导通，所述第三基准源输出的第三电压通过所述第三电子开关传输给所述采样电路的输入端，所述采样电路对所述第三电压进行处理后输出第三反馈信号给所述微控制单元，所述微控制单元接收到所述第三反馈信号后，建立所述第二反馈信号与所述第三反馈信号的线性关系，从而完成所述采集电路的测量范围内的第二区段的校准。

进一步地，所述微控制单元包括第一至第三输出引脚及反馈引脚，所述第一至第三电子开关均包括第一端、第二端及第三端，所述第一电子开关的第一端与所述第一输出引脚相连，所述第一电子开关的第二端与所述第一基准源相连，所述第二电子开关的第一端与所述第二输出引脚相连，所述第二电子开关的第二端与所述第二基准源相连，所述第三电子开关的第一端与所述第三输出引脚相连，所述第三电子开关的第二端与所述第三基准源相连，所述第一至第三电子开关的第三端与所述采样电路的输入端相连，所述反馈引脚与所述采样电路相连，以接收所述采集电路输出的第一至第三反馈信号，所述微控制单元通过控制所述第一至第三输出引脚输出相应的控制信号给所述第一至第三电子开关的第一端，以控制所述第一至第三电子开关的第二端与第三端之间的导通及截止。

进一步地，所述校准电路还包括触发单元，所述微控制单元还包括触发引脚，所述触发引脚与所述触发单元相连，所述微控制单元在所述触发引脚接收到所述触发单元发送的触发信号时，开启校准功能。

进一步地，所述触发单元包括开关、电阻及电容，所述开关的第一端与所述微控制单元的触发引脚相连，并通过所述电阻与电源相连，还通过所述电容接地，所述开关的第二端接地，当所述开关闭合时，所述触发引脚接收到所述触发信号。

进一步地，所述开关为按键开关，所述开关在受到按压时闭合。

进一步地，所述第一至第三电子开关均为三极管，所述第一至第三电子开关的第一端对应所述三极管的基极，所述第一至第三电子开关的第二端及第三端分别对应所述三极管的集电极及发射极或发射极及集电极。

进一步地，所述第一至第三电子开关均为MOS场效应管，所述第一至第三电子开关的第一端对应所述MOS场效应管的栅极，所述第一至第三电子开关的第二端及第三端分别对应所述MOS场效应管的漏极及源极或源极及漏极。

进一步地，所述第一至第三电子开关均为绝缘栅双极型晶体管，所述第一至第三电子开关的第一端对应所述绝缘栅双极型晶体管的门极，所述第一至第三电子开关的第二端及第三端分别对应所述绝缘栅双极型晶体管的集电极及发射极或发射极及集电极。

进一步地，所述第一至第三电子开关集成在一个芯片上，所述第一至第三电子开关的第一端、第二端及第三端分别为所述芯片上的引脚。

相比于现有技术，本实用新型通过所述微控制单元控制所述第一至第三电子开关的导通及截止，并通过导通的所述第一至第三电子开关将所述第一至第三基准源输出的第一至第三电压传输给所述采样电路的输入端，且通过所述采样电路根据接收到的第一至第三电压输出第一至第三反馈信号给所述微控制单元，还通过所述微控制单元建立所述第一至第三反馈信号的线性关系，从而完成所述采样电路的测量范围内的相应区段的校准。由此可知，所述校准电路不需要人工参与就可以自动对所述采样电路的采样信号进行多点校准，从而节省了人力且提高精度及效率。

【附图说明】

图1为本实用新型的实施例提供的校准电路的电路图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

当一个元件被认为与另一个元件“相连”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

请参阅图1，图1为本实用新型的实施例提供的校准电路100的电路图。所述校准电路100用于校准采样电路200的输入端IN接收的采样信号S1。所述校准电路100包括MCU(Micro Control Unit，微控制单元)10、第一电子开关20、第二电子开关30、第一基准源40及第二基准源50。所述第一电子开关20与所述MCU 10、所述第一基准源40及所述采样电路200的输入端IN相连。所述第二电子开关30与所述MCU 10、所述第二基准源50及所述采样电路200的输入端IN相连。所述MCU 10与所述采样电路200相连。所述MCU 10在开启校准功能时，控制第一电子开关20导通，所述第一基准源40输出的第一电压V1通过所述第一电子开关20传输给所述采样电路200的输入端IN，所述采样电路200对所述第一电压V1进行处理后输出第一反馈信号给所述MCU 10。所述MCU 10接收到所述第一反馈信号后，控制所述第一电子开关20截止，并控制所述第二电子开关30导通。所述第二基准源50输出的第二电压V2通过所述第二电子开关30传输给所述采样电路200的输入端IN。所述采样电路200对所述第二电压V2进行处理后输出第二反馈信号给所述MCU 10。所述MCU 10接收到所述第二反馈信号后，建立所述第一反馈信号与所述第二反馈信号的线性关系，从而完成所述采样电路200的测量范围内的第一区段的校准。

所述校准电路100还包括第三电子开关60及第三基准源80。所述第三电子开关60与所述MCU 10、所述第三电子开关60及所述采样电路200的输入端IN相连。所述MCU 10接收到所述第二反馈信号后，还控制所述第二电子开关30截止，还控制所述第三电子开关60导通。所述第三基准源80输出的第三电压V3通过所述第三电子开关60传输给所述采样电路200的输入端IN，所述采样电路200对所述第三电压V3进行处理后输出第三反馈信号给所述MCU 10。所述MCU 10接收到所述第三反馈信号后，建立所述第二反馈信号与所述第三反馈信号的线性关系，从而完成所述采样电路200的测量范围内的第二区段的校准。所述MCU 10接收到所述第三反馈信号后，还控制所述第三电子开关60截止。

所述MCU 10包括第一至第三输出引脚O1-O3及反馈引脚FB，所述第一至第三电子开关20、30、60均包括第一端、第二端及第三端。所述第一电子开关20的第一端与所述第一输出引脚O1相连，所述第一电子开关20的第二端与所述第一基准源40相连。所述第二电子开关30的第一端与所述第二输出引脚O2相连，所述第二电子开关30的第二端与所述第二基准源50相连。所述第三电子开关60的第一端与所述第三输出引脚O3相连，所述第三电子开关60的第二端与所述第三基准源80相连。所述第一至第三电子开关20、30、60的第三端与所述采样电路200的输入端IN相连。所述反馈引脚FB与所述采样电路200相连，以接收所述采样电路200输出的第一至第三反馈信号。所述MCU 10通过控制所述第一至第三输出引脚O1-O3输出相应的控制信号给所述第一至第三电子开关20、30、60的第一端，以控制所述第一至第三电子开关20、30、60的第二端与第三端之间的导通及截止。

所述校准电路100还包括触发单元90，所述MCU 10还包括触发引脚TR，所述触发引脚TR与所述触发单元90相连。所述MCU 10在所述触发引脚TR接收到所述触发单元90发送的触发信号时，开启校准功能。可以理解，所述MCU 10中烧录有实现校准功能的相关程序，当所述触发引脚TR接收到所述触发信号时，所述MCU 10开始执行相关程序，以开启校准功能。在所述MCU 10没有开启校准功能时，所述第一至第三电子开关20、30、60均处于截止状态。

所述触发单元90包括开关K1、电阻R1及电容C1。所述开关K1的第一端与所述MCU10的触发引脚TR相连，并通过所述电阻R1与电源VCC相连，还通过所述电容C1接地，所述开关K1的第二端接地。当所述开关K1闭合时，所述触发引脚TR接收到所述触发信号。在本实施方式中，所述开关K1为按键开关，所述开关K1在受到按压时闭合。

在本实施方式中，所述第一至第三电子开关20、30、60可以均为三极管，所述第一至第三电子开关20、30、60的第一端可以对应所述三极管的基极，所述第一至第三电子开关20、30、60的第二端及第三端可以分别对应所述三极管的集电极及发射极或发射极及集电极。

所述第一至第三电子开关20、30、60可以均为MOS场效应管，所述第一至第三电子开关20、30、60的第一端可以对应所述MOS场效应管的栅极，所述第一至第三电子开关20、30、60的第二端及第三端可以分别对应所述MOS场效应管的漏极及源极或源极及漏极。

所述第一至第三电子开关20、30、60可以均为IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)，所述第一至第三电子开关20、30、60的第一端可以对应所述IGBT的门极，所述第一至第三电子开关20、30、60的第二端及第三端可以分别对应所述IGBT的集电极及发射极或发射极及集电极。

所述第一至第三电子开关20、30、60可以集成在一个芯片上。所述第一至第三电子开关20、30、60的第一端、第二端及第三端可以分别为所述芯片上的引脚。

下面将对本实用新型校准电路100的工作原理进行说明。

当需要对所述采样电路200的输入端IN接收的采样信号S1进行校准时，所述开关K1因受到按压而闭合，所述触发引脚TR接收到所述开关K1的第一端输出的触发信号，所述MCU 10开启校准功能。所述第一输出引脚O1输出第一控制信号给所述第一电子开关20的第一端，所述第一电子开关20的第二端与第三端之间导通。所述第一基准源40输出的第一电压V1通过所述第一电子开关20的第二端及第三端传输给所述采样电路200的输入端IN。所述采样电路200对所述第一电压V1进行处理后输出第一反馈信号给所述反馈引脚FB。所述MCU 10接收到所述第一反馈信号后，控制所述第一输出引脚O1输出第二控制信号给所述第一电子开关20的第一端，并控制所述第二输出引脚O2输出所述第一控制信号给所述第二电子开关30的第一端。所述第一电子开关20的第二端与第三端之间截止，所述第二电子开关30的第二端与第三端之间导通。所述第二基准源50输出的第二电压V2通过所述第二电子开关30的第二端与第三端传输给所述采样电路200的输入端IN。所述采样电路200对所述第二电压V2进行处理后输出第二反馈信号给所述反馈引脚FB。所述MCU 10接收到所述第二反馈信号后，建立所述第一反馈信号与所述第二反馈信号的线性关系，从而完成所述采样电路200的测量范围内的第一区段的校准。

所述MCU 10接收到所述第二反馈信号后，还控制所述第二输出引脚O2输出所述第二控制信号给所述第二电子开关30的第一端，还控制所述第三输出引脚O3输出所述第一控制信号给所述第三电子开关60的第一端。所述第二电子开关30的第二端与第三端之间截止，所述第三电子开关60的第二端与第三端之间导通。所述第三基准源80输出的第三电压V3通过所述第三电子开关60的第二端与第三端传输给所述采样电路200的输入端IN。所述采样电路200对所述第三电压V3进行处理后输出第三反馈信号给所述反馈引脚FB。所述MCU10接收到所述第三反馈信号后，建立所述第二反馈信号与所述第三反馈信号的线性关系，从而完成所述采样电路200的测量范围内的第二区段的校准。所述MCU 10接收到所述第三反馈信号后，还控制所述第三输出引脚O3输出所述第二控制信号给所述第三电子开关60的第一端，所述第三电子开关60的第二端与第三端之间截止。

所述MCU 10还会将所述采样电路200的测量范围内的第一区段的校准数据及第二区段的校准数据存储在所述MCU 10内部的存储单元(如EEPROM)中。

在其它实施方式中，所述校准电路100可以包括至少四个电子开关、至少四个基准源，所述MCU 10包括可以至少四个输出引脚。所述电子开关、所述基准源及所述输出引脚的数量相等且一一对应，每个电子开关与一个对应的基准源及一个对应的输出引脚相连。当所述MCU 10开启校准功能时，所述MCU 10控制所述至少四个输出引脚出相应的控制信号，以控制所述至少四个电子开关依次导通。当某一电子开关导通时，与导通的电子开关相连的基准源输出的电压通过导通的电子开关传输给所述采样电路200的输入端IN，所述采样电路200根据接收到的电压会输出一个对应的反馈信号给所述MCU 10。所述MCU 10每接收到一个反馈信号，会建立当前的反馈信号与前一个反馈信号的线性关系，以完成所述采样电路200的测量范围内的某一区段的校准。所述MCU 10每接收到一个反馈信号，还会控制当前导通的电子开关截止，并控制下一个电子开关导通。当所有的电子开关都导通过一次之后，所述MCU 10完成对所述采样电路200采样信号S1的多点校准。

可以理解，所述校准电路100包括的电子开关及基准源以及所述MCU 10包括的输出引脚的数量可根据实际情况进行相应调整，每个电子开关与一个对应的基准源及一个对应的输出引脚相连。

本实用新型通过所述MCU 10控制所述第一至第三电子开关20、30、60的导通及截止，并通过导通的所述第一至第三电子开关20、30、60将所述第一至第三基准源40、50、80输出的第一至第三电压V1-V3传输给所述采样电路200的输入端IN，且通过所述采样电路200根据接收到的第一至第三电压V1-V3输出第一至第三反馈信号给所述MCU 10，还通过所述MCU 10建立所述第一至第三反馈信号的线性关系，从而完成所述采样电路200的测量范围内的相应区段的校准。由此可知，所述校准电路100不需要人工参与就可以自动对所述采样电路200的采样信号S1进行多点校准，从而节省了人力且提高精度及效率。

本实用新型并不仅仅限于说明书和实施例中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (10)

1.一种校准电路，用于校准采样电路的输入端接收的采样信号，其特征在于：所述校准电路包括微控制单元、第一电子开关、第二电子开关、第一基准源及第二基准源，所述第一电子开关与所述微控制单元、所述第一基准源及所述采样电路的输入端相连，所述第二电子开关与所述微控制单元、所述第二基准源及所述采样电路的输入端相连，所述微控制单元与所述采样电路相连，所述微控制单元在开启校准功能时，控制第一电子开关导通，所述第一基准源输出的第一电压通过所述第一电子开关传输给所述采样电路的输入端，所述采样电路对所述第一电压进行处理后输出第一反馈信号给所述微控制单元，所述微控制单元接收到所述第一反馈信号后，控制所述第一电子开关截止，并控制所述第二电子开关导通，所述第二基准源输出的第二电压通过所述第二电子开关传输给所述采样电路的输入端，所述采样电路对所述第二电压进行处理后输出第二反馈信号给所述微控制单元，所述微控制单元接收到所述第二反馈信号后，建立所述第一反馈信号与所述第二反馈信号的线性关系，从而完成所述采样电路的测量范围内的第一区段的校准。

2.如权利要求1所述的校准电路，其特征在于：所述校准电路还包括第三电子开关及第三基准源，所述第三电子开关与所述微控制单元、所述第三电子开关及所述采样电路的输入端相连，所述微控制单元接收到所述第二反馈信号后，还控制所述第二电子开关截止，还控制所述第三电子开关导通，所述第三基准源输出的第三电压通过所述第三电子开关传输给所述采样电路的输入端，所述采样电路对所述第三电压进行处理后输出第三反馈信号给所述微控制单元，所述微控制单元接收到所述第三反馈信号后，建立所述第二反馈信号与所述第三反馈信号的线性关系，从而完成所述采样电路的测量范围内的第二区段的校准。

3.如权利要求2所述的校准电路，其特征在于：所述微控制单元包括第一至第三输出引脚及反馈引脚，所述第一至第三电子开关均包括第一端、第二端及第三端，所述第一电子开关的第一端与所述第一输出引脚相连，所述第一电子开关的第二端与所述第一基准源相连，所述第二电子开关的第一端与所述第二输出引脚相连，所述第二电子开关的第二端与所述第二基准源相连，所述第三电子开关的第一端与所述第三输出引脚相连，所述第三电子开关的第二端与所述第三基准源相连，所述第一至第三电子开关的第三端与所述采样电路的输入端相连，所述反馈引脚与所述采样电路相连，以接收所述采样电路输出的第一至第三反馈信号，所述微控制单元通过控制所述第一至第三输出引脚输出相应的控制信号给所述第一至第三电子开关的第一端，以控制所述第一至第三电子开关的第二端与第三端之间的导通及截止。

4.如权利要求3所述的校准电路，其特征在于：所述校准电路还包括触发单元，所述微控制单元还包括触发引脚，所述触发引脚与所述触发单元相连，所述微控制单元在所述触发引脚接收到所述触发单元发送的触发信号时，开启校准功能。

5.如权利要求4所述的校准电路，其特征在于：所述触发单元包括开关、电阻及电容，所述开关的第一端与所述微控制单元的触发引脚相连，并通过所述电阻与电源相连，还通过所述电容接地，所述开关的第二端接地，当所述开关闭合时，所述触发引脚接收到所述触发信号。

6.如权利要求5所述的校准电路，其特征在于：所述开关为按键开关，所述开关在受到按压时闭合。

7.如权利要求3所述的校准电路，其特征在于：所述第一至第三电子开关均为三极管，所述第一至第三电子开关的第一端对应所述三极管的基极，所述第一至第三电子开关的第二端及第三端分别对应所述三极管的集电极及发射极或发射极及集电极。

8.如权利要求3所述的校准电路，其特征在于：所述第一至第三电子开关均为MOS场效应管，所述第一至第三电子开关的第一端对应所述MOS场效应管的栅极，所述第一至第三电子开关的第二端及第三端分别对应所述MOS场效应管的漏极及源极或源极及漏极。

9.如权利要求3所述的校准电路，其特征在于：所述第一至第三电子开关均为绝缘栅双极型晶体管，所述第一至第三电子开关的第一端对应所述绝缘栅双极型晶体管的门极，所述第一至第三电子开关的第二端及第三端分别对应所述绝缘栅双极型晶体管的集电极及发射极或发射极及集电极。

10.如权利要求3所述的校准电路，其特征在于：所述第一至第三电子开关集成在一个芯片上，所述第一至第三电子开关的第一端、第二端及第三端分别为所述芯片上的引脚。