DE102015103219B4

DE102015103219B4 - Gainkalibrierung

Info

Publication number: DE102015103219B4
Application number: DE102015103219.8A
Authority: DE
Inventors: Lalinda D. Fernando; Michael Coln
Original assignee: Analog Devices Inc
Current assignee: Analog Devices Inc
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2015-03-05
Publication date: 2022-07-07
Anticipated expiration: 2035-03-06
Also published as: US9413319B2; US20150270818A1; DE102015103219A1; CN104953971A; CN104953971B

Abstract

Verfahren zum Kalibrieren einer Verstärkungsstufe einer Verstärkerschaltung (102) eines Datenerfassungssystems, wobei das Verfahren umfasst:Verstärken eines Eingangssignals um einen ersten Gainbetrag von mehreren Gainbeträgen zumindest teilweise auf der Basis einer Ermittlung, dass eine Amplitude eines Datensignals innerhalb eines ersten Gainbereichs von mehreren Gainbereichen liegt;Ermitteln, dass die Amplitude des Datensignals in einen zweiten Gainbereich von den mehreren Gainbereichen eintritt;Verstärken des Eingangssignals um einen zweiten Gainbetrag von den mehreren Gainbeträgen, der sich vom ersten Gainbetrag unterscheidet, zumindest teilweise auf der Basis des genannten Ermittelns, dass die Amplitude des Datensignals in den zweiten Gainbereich eintritt, und mindestens eines Verstärkungskalibrierwerts oder eines Offsetkalibrierwerts; undEinstellen zumindest einen der Verstärkungskalibrierwerte zumindest auf der Basis eines detektierten Verstärkungsfehlers zwischen dem ersten Gainbetrag und dem zweiten Gainbetrag oder des Offsetkalibrierwerts zumindest auf der Basis eines detektierten Offsetfehlers zwischen dem ersten und zweiten Gainbetrag.

Description

HINTERGRUND
Gebiet
Ausführungsformen der Offenlegung betreffen die Elektronik und insbesondere bei einer oder mehreren Ausführungsformen das Kalibrieren des Gains in Datenerfassungssystemen.
Beschreibung der verwandten Technologie
Bei Datenerfassungssystemen, bei denen eine automatische Gainsteuerung angewendet wird, da das Maß an Gain, das erforderlich ist, um einen Mindestpegel an Genauigkeit aufrechtzuerhalten, mit dem Signal variiert, können sich die Elemente, die verwendet werden, um das Gain bereitzustellen, ebenfalls verändern. Dies kann dazu führen, dass jeder aktive Gainbereich einen einzigartigen Zustand annimmt. Zwei Zustandsvariablen, die zu der Einzigartigkeit des Zustands beitragen, sind Offsetfehler und Verstärkungsfehler. Folglich können normalisierte Zeitdomänensignale Diskontinuitäten an den Gainübergangsstellen erfahren. Diese Diskontinuitäten führen typischerweise zu einer System-Nichtlinearität, die eine Verzerrung bewirkt.
Das typische Verfahren zum Vermeiden solcher Diskontinuitäten ist das Durchführen einer manuellen Gainkalibrierung während der Herstellung. Zum einen weist die werksseitige Kalibrierung den inhärenten Nachteil auf, dass dabei das System nicht leicht so angepasst werden kann, dass es den gewünschten Grad an parametrischer Genauigkeit über variierende Betriebsbedingungen, wie z. B. Temperatur, Versorgungsspannung und Komponentenalterung, beibehalten kann. Ferner ist die manuelle Kalibrierung sämtlicher Gainbereiche typischerweise für den Tester während der Herstellung sehr zeitaufwendig. Längere Testzeiten tragen wiederum zu höheren Herstellungskosten bei.
In US 6 677 823 B2 ist eine automatische Verstärkungskompensationsschaltung zum aktiven Einstellen der Verstärkung eines Verstärkers gezeigt, die durch In-Loop- und/oder Out-of-Loop-Einflüsse auf die Systemverstärkung verursacht wird. Zwei angepasste HF-Detektoren wandeln vor- und nachverstärkte Signale in Eingangs- und Ausgangsspannungen um, die die Leistung der HF-Signale darstellen. Eine Verstärkungssteuerschaltung, die einen Digital-Analog-Wandler (DAC) enthalten kann, verwendet eine Offset-Spannung, die zusammen mit den Eingangs- und Ausgangsspannungen gewichtet wird, um eine Fehlerspannung zu erzeugen. Die Fehlerspannung wird verwendet, um ein spannungsgesteuertes Dämpfungsglied innerhalb des Verstärkungspfads zu treiben. Operationsverstärker können in den Gewichtungsschaltungen zum Gewichten der Eingangs-, Ausgangs- und Offsetspannungen verwendet werden, um ein Laden der HF-Detektorausgänge zu verhindern und eine schnelle Einschwingzeit zu erhalten.
KURZFASSUNG
Eine elektrische Schaltung oder Einrichtung wird beschrieben, mit der der Betrag an manueller Gainkalibrierung für ein Datenerfassungssystem verringert werden kann sowie weiterhin die Übertragungsfunktion des Systems über die Zeit angepasst werden kann, um eine Genauigkeit über die Betriebslebensdauer des System aufrechtzuerhalten, wodurch die Robustheit erhöht wird.
Bei einigen Ausführungsformen ist ein elektronisch implementiertes Verfahren zum Kalibrieren eines Datenerfassungssystems vorgesehen. Das Verfahren umfasst das Ermitteln, ob eine Amplitude eines Datensignals innerhalb eines ersten Gainbereichs liegt, Verstärken eines Eingangssignals um einen ersten Gainbetrag zumindest teilweise auf der Basis einer Ermittlung, dass die Amplitude des Datensignals innerhalb des ersten Gainbereichs liegt, Ermitteln, ob die Amplitude des Datensignals in einen zweiten Gainbereich eintritt, Verstärken des Eingangssignals um einen zweiten Gainbetrag zumindest teilweise auf der Basis des Ermittelns, dass die Amplitude des Datensignals in den zweiten Gainbereich eintritt, und mindestens eines Verstärkungskalibrierwerts oder eines Offsetkalibrierwerts, Einstellen des Verstärkungskalibrierwerts zumindest auf der Basis eines detektierten Verstärkungsfehlers des Datensignals und Einstellen der Offsetkalibrierwerte zumindest auf der Basis eines detektierten Offsetfehlers des Datensignals. Bei einigen Ausführungsformen sind der erste Verstärkungsbereich und der zweite Verstärkungsbereich verschieden.
Bei bestimmten Ausführungsformen ist ein elektronisch implementiertes Verfahren zum Kalibrieren eines Datenerfassungssystems vorgesehen. Das Verfahren umfasst das Ermitteln, dass das Datensignal einen Gainbereichsschwellwert erfüllt, Verstärken eines Eingangssignals um einen Gainbetrag zumindest teilweise auf der Basis eines oder mehrerer Verstärkungskalibrierwerte, eines oder mehrerer Offsetkalibrierwerte, und bei Ermitteln, dass das Datensignal den Gainbereichsschwellwert erfüllt, Einstellen des einen oder der mehreren Verstärkungskalibrierwerte zumindest auf der Basis eines ermittelten Verstärkungsfehlers des Datensignals und Einstellen des einen oder der mehreren Offsetkalibrierwerte zumindest auf der Basis eines ermittelten Offsetfehlers des Datensignals.
Bei einigen Ausführungsformen wird der Verstärkungsfehler ermittelt durch Ermitteln einer ersten Neigung des Datensignals, wobei die erste Neigung zumindest teilweise auf der Amplitude des Datensignals zu einer Zeit, bevor das Datensignal den Gainbereichsschwellwert erfüllt, basiert, Ermitteln einer zweiten Neigung der Amplitude des Datensignals, wobei die zweite Neigung zumindest teilweise auf der Amplitude des Datensignals zu einer Zeit, nachdem das Datensignal den Gainbereichsschwellwert erfüllt hat, basiert, und Ermitteln des Verstärkungsfehlers zumindest teilweise auf der Basis einer Differenz zwischen der ersten Neigung und der zweiten Neigung.
Bei bestimmten Ausführungsformen basieren der eine oder die mehreren Verstärkungskalibrierwerte zumindest teilweise auf einem oder mehreren zuvor ermittelten Verstärkungsfehlern. Bei einigen Ausführungsformen basieren der eine oder die mehreren Verstärkungskalibrierwerte zumindest teilweise auf einem Mittelwert des einen oder der mehreren zuvor ermittelten Verstärkungsfehler. Bei bestimmten Ausführungsformen werden der eine oder die mehreren zuvor ermittelten Verstärkungsfehler zumindest teilweise auf der Basis einer Reihenfolge gewichtet, in der der eine oder die mehreren zuvor ermittelten Verstärkungsfehler ermittelt worden sind.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Ermitteln der ersten Neigung das Ermitteln einer Zeitdauer, die zwischen dem Erfüllen eines ersten Neigungsschwellwerts durch die Amplitude des Datensignals und dem Erfüllen eines zweiten Neigungsschwellwerts durch die Amplitude des Datensignals vergangen ist, und wobei das Ermitteln der zweiten Neigung das Ermitteln einer Zeitdauer umfasst, die zwischen dem Erfüllen eines dritten Neigungsschwellwerts durch die Amplitude des Datensignals und dem Erfüllen eines fünften Neigungsschwellwerts durch die Amplitude des Datensignals vergangen ist. Bei bestimmten Ausführungsformen umfasst das Ermitteln der ersten Neigung das Ermitteln einer Veränderung der Amplitude während einer vorbestimmten Zeitspanne vor dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts durch das Datensignal und umfasst das Ermitteln der zweiten Neigung das Ermitteln einer Veränderung der Amplitude während einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts durch das Datensignal.
Bei einigen Ausführungsformen wird der Offsetfehler ermittelt durch Ermitteln eines ersten Amplitudenmesswerts des Datensignals zu einer ersten Zeit, wobei die erste Zeit vor dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts durch das Signal liegt, Ermitteln eines zweiten Amplitudenmesswerts des Datensignals zu einer zweiten Zeit, wobei die zweite Zeit nach dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts durch das Datensignal liegt, Ermitteln eines erwarteten Werts des Datensignals zur zweiten Zeit zumindest teilweise auf der Basis des ersten Amplitudenmesswerts und Ermitteln des Offsetfehlers zumindest teilweise auf der Basis einer Differenz zwischen dem zweiten Amplitudenmesswert und dem erwarteten Wert. Bei bestimmten Ausführungsformen basieren der eine oder die mehreren Offsetkalibrierwerte zumindest teilweise auf einem oder mehreren zuvor ermittelten Offsetfehlern. Bei einigen Ausführungsformen umfassen der eine oder die mehreren Offsetkalibrierwerte einen Mittelwert eines oder mehrerer zuvor ermittelter Offsetfehler. Bei bestimmten Ausführungsformen werden der eine oder die mehreren zuvor ermittelten Offsetfehler zumindest teilweise auf der Basis einer Reihenfolge gewichtet, in der der eine oder die mehreren zuvor ermittelten Offsetfehler ermittelt worden sind.
Bei einigen Ausführungsformen wird ein System bereitgestellt, das eine Gainschaltung, die so ausgelegt ist, dass sie ein Eingangssignal um einem ersten Gainfaktor zumindest teilweise auf der Basis eines Steuersignals verstärkt, welches aus einem Gaincontroller empfangen wird, und einen Gaincontroller aufweist. Der Gaincontroller kann bei bestimmten Ausführungsformen so ausgelegt sein, dass er bewirkt, dass die Gainschaltung das Eingangssignal um einen zweiten Gainfaktor zumindest teilweise auf der Basis einer Ermittlung, dass ein Datensignal, welches dem Eingangssignal entspricht, einen Gainbereichsschwellwert eines Gainbereichs erfüllt, verstärkt, bewirkt, dass mindestens eine der Gainschaltung und einer Digitalgaineinstelleinrichtung das Eingangssignal zumindest teilweise auf der Basis eines Kalibrierwerts einstellt, mindestens einen eines Offsetfehlers für den Gainbereich und eines Verstärkungsfehlers für den Gainbereich ermittelt und den Kalibrierwert zumindest teilweise auf der Basis mindestens eines des ermittelten Offsetfehlers und des ermittelten Verstärkungsfehlers einstellt. Bei einigen Ausführungsformen ist der Gaincontroller ferner so ausgelegt, dass er den Offsetfehler für den Gainbereich und den Verstärkungsfehler für den Gainbereich ermittelt und den Kalibrierwert zumindest teilweise auf der Basis des ermittelten Offsetfehlers und des ermittelten Verstärkungsfehler einstellt. Bei bestimmten Ausführungsformen ist zum Ermitteln des Verstärkungsfehlers der Gaincontroller so ausgelegt, dass er eine erste Neigung des Datensignals ermittelt, wobei die erste Neigung zumindest teilweise auf einer Amplitude des Datensignals vor dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts durch das Datensignal basiert, eine zweite Neigung des Datensignals ermittelt, wobei die zweite Neigung zumindest teilweise auf der Amplitude des Datensignals nach dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts durch das Datensignal basiert, und den Verstärkungsfehler zumindest teilweise auf der Basis einer Differenz zwischen der ersten Neigung und der zweiten Neigung ermittelt.
Bei einigen Ausführungsformen basiert der Kalibrierwert zumindest teilweise auf einem oder mehreren zuvor ermittelten Offsetfehlern. Bei bestimmten Ausführungsformen werden der eine oder die mehreren zuvor ermittelten Offsetfehler zumindest teilweise auf der Basis einer Reihenfolge gewichtet, in der der Gaincontroller den einen oder die mehreren Offsetfehler ermittelt hat. Bei einigen Ausführungsformen ist zum Ermitteln des Offsetfehlers der Gaincontroller so ausgelegt, dass er einen ersten Amplitudenmesswert des Datensignals ermittelt, wobei der erste Amplitudenmesswert zumindest teilweise auf einer Amplitude des Datensignals vor dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts durch das Datensignal basiert, einen zweiten Amplitudenmesswert des Datensignals ermittelt, wobei der zweite Amplitudenmesswert zumindest teilweise auf einer Amplitude des Datensignals nach dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts durch das Datensignal basiert, einen erwarteten Wert des Datensignals zumindest teilweise auf der Basis des ersten Amplitudenmesswerts ermittelt und einen Offsetkalibrierwert zumindest auf der Basis einer Differenz zwischen dem zweiten Amplitudenmesswert und dem erwarteten Wert ermittelt. Bei bestimmten Ausführungsformen basiert der Kalibrierwert zumindest teilweise auf einem oder mehreren zuvor ermittelten Offsetfehlern.
Figurenliste

1 ist ein Blockschaltbild mit Darstellung einer Ausführungsform eines Systems zum Kalibrieren eines Gains.
2A ist ein Diagramm mit Darstellung einer Ausführungsform eines Offsetfehlers in einem System.
2B ist ein Diagramm mit Darstellung einer Ausführungsform eines Gainfehlers in einem System.
3 ist ein Ablaufdiagramm mit Darstellung einer Ausführungsform zum Kalibrieren eines Offsetfehlers und Gainfehlers in einem System.
4A ist ein Diagramm mit Darstellung einer Ausführungsform zum Identifizieren eines Offsetfehlers in einem System.
4B ist ein Diagramm mit Darstellung einer Ausführungsform zum Identifizieren eines Gainfehlers in einem System.
5 ist ein Ablaufdiagramm mit Darstellung einer Ausführungsform zum Kalibrieren eines Verstärkungsfehlers in einem System.
6 ist ein Ablaufdiagramm mit Darstellung einer Ausführungsform zum Kalibrieren eines Offsetfehlers in einem System.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende detaillierte Beschreibung bestimmter Ausführungsformen präsentiert verschiedene Beschreibungen von spezifischen Ausführungsformen der Offenlegung. Die anderen Ausführungsformen der Offenlegung können jedoch in einer Vielzahl von unterschiedlichen Arten implementiert sein, wie sie in den Patentansprüchen definiert und von diesen abgedeckt sind. In dieser Beschreibung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Bezugszeichen im Wesentlichen gleiche Elemente bezeichnen können.
Bei Datenerfassungssystemen ist es gängige Praxis, verschiedene Gaineinstellwerte in Abhängigkeit von der Amplitude des Eingangssignals und/oder des verarbeiteten Datensignals zu verwenden. Das Eingangssignal kann ein Signal am Eingang des Systems sein, und das verarbeitete Datensignal (auch als Datensignal bezeichnet) kann dem Eingangssignal entsprechen, nachdem dieses verarbeitet (z. B. verstärkt, gedämpft, digitalisiert, gefiltert, eingestellt und/oder normalisiert etc.) worden ist. In einigen Fällen kann das Eingangssignal bereits ein diesem zugehöriges Gain aufweisen (z. B. zuvor von einem anderen System, einer Komponente etc. verstärkt worden sein, und/oder das System kann bereits so ausgelegt sein, dass es das Eingangssignal um einen bestimmten Betrag verstärkt, etc.) und in anderen Fällen nicht.
Bei einem Beispiel, das nicht als Einschränkung ausgelegt werden darf, kann, falls das verarbeitete Datensignal relativ klein ist, das System einen Gainfaktor von vier verwenden, um die Amplitude des Eingangssignals zu vergrößern (oder die Amplitude des Eingangssignals in dem Fall weiter zu vergrößern, in dem das Eingangssignal bereits ein ihm zugehöriges Gain aufweist). Falls das Datensignal einen ersten Gainbereichsschwellwert erfüllt, kann das Datenerfassungssystem den Gainfaktor auf zwei verringern, und falls das Datensignal einen zweiten Gainbereichsschwellwert erfüllt, kann das Datenerfassungssystem den Gainfaktor auf eins (oder Faktor eins) verringern oder das Signal dämpfen. Wie vorstehend gesagt worden ist, kann jedoch dann, wenn das System einen Übergang zwischen unterschiedlichen Gainfaktoren durchführt, ein Fehler eingetragen werden. Zum Beispiel können ein Gainfehler (auch als Verstärkungsfehler bezeichnet) und ein Offsetfehler eingetragen werden. Die Fehler können zu Diskontinuitäten im Datensignal und Verzerrung führen.
Um dieses Problem anzugehen, kann ein Datenverarbeitungssystem einen Kalibriercontroller aufweisen, der so ausgelegt ist, dass er die eingetragenen Fehler, wie z. B. den Verstärkungsfehler und den Offsetfehler, identifiziert und korrigiert. Bei einigen Ausführungsformen kann zum Identifizieren des Offsetfehlers der Kalibriercontroller die Amplitude eines normalisierten Datensignals (z. B. eines Eingangssignals, das zumindest normalisiert worden ist) vor einer Gainveränderung von einem ersten Gainfaktor zu einem zweiten Gainfaktor (z. B. wenn die Amplitude eines normalisierten Datensignals innerhalb eines ersten Gainbereichs liegt) mit der Amplitude des normalisierten Datensignals nach der Gainveränderung zum zweiten Gainfaktor (z. B. wenn die Amplitude eines normalisierten Datensignals innerhalb eines zweiten Gainbereichs liegt) vergleichen. Nach der Identifizierung kann der Kalibriercontroller den identifizierten Offsetfehler zum Einstellen eines Offsetkalibrierwerts für künftige Übergänge zum zweiten Gainfaktor verwenden. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das System das Datensignal (ohne Normalisierung) vor einer Gainveränderung mit dem Datensignal nach der Gainveränderung vergleichen.
Bei bestimmten Ausführungsformen kann zum Identifizieren des Verstärkungsfehlers der Kalibriercontroller die Neigung eines Datensignals vor einer Gainveränderung zum zweiten Gainfaktor (z. B. wenn die Amplitude eines Datensignals innerhalb des ersten Gainbereichs liegt) mit der Neigung des Datensignals nach der Gainveränderung zum zweiten Gainfaktor (z. B. wenn die Amplitude eines Datensignals innerhalb des zweiten Gainbereichs liegt) vergleichen. Nach der Identifizierung kann der Kalibriercontroller den Verstärkungsfehler verwenden, um einen Verstärkungskalibrierwert für künftige Übergänge zum zweiten Gainfaktor einzustellen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Kalibriercontroller den identifizierten Offset- und/oder Verstärkungsfehler verwenden, um einen Kalibrierwert für den zweiten Gainfaktor einzustellen. Der Kalibrierprozess kann vorteilhafterweise im Hintergrund durchgeführt werden, ohne dass eine Stillstandzeit für das Datenerfassungssystem auftritt.
1 ist ein Blockschaltbild mit Darstellung einer Ausführungsform eines Systems 100, das einen Kalibriercontroller aufweist, der so ausgelegt ist, dass er den Verstärkungs- und den Offsetfehler in dem System kalibriert. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform weist das System 100 eine Gainschaltung 102, einen Analog-DigitalWandler (analog to digital converter - ADC) 104 zum Umwandeln des analogen Signalausgangs der Gainschaltung 102 in ein digitales Datensignal, eine Digitalgaineinstelleinrichtung 106, eine Analoggaineinstelleinrichtung 108, einen Signalgainnormalisator 110, einen Gaincontroller 112 und einen Kalibriercontroller 114 auf.
Die Gainschaltung 102 kann einen oder mehrere Verstärker/Dämpfer (z. B. Operationsverstärker etc.) aufweisen und kann verwendet werden, um ein Eingangssignal zumindest teilweise auf der Basis eines Steuersignals, das aus dem Gaincontroller 112 empfangen wird, zu verstärken. Bei einigen Ausführungsformen ist das Eingangssignal ein analoges Signal. Der Gaincontroller 112 kann bewirken, dass die Gainschaltung 102 das Gain des Eingangssignals zumindest teilweise auf der Basis eines Datensignals einstellt. Bei bestimmten Ausführungsformen ist das Datensignal ein normalisiertes digitales Datensignal. Bei einigen Ausführungsformen kann, falls die Amplitude des Datensignals einen oder mehrere Gainbereichsschwellwerte erfüllt, der Gaincontroller 112 bewirken, dass die Gainschaltung 102 den Betrag verändert, um den das Eingangssignal verstärkt wird (z. B. den Gainfaktor). Falls zum Beispiel das Datensignal einen ersten Gainbereichsschwellwert nicht erfüllt, kann die Gainschaltung 102 das Eingangssignal um einen ersten Gainfaktor (z. B. vier) verstärken. Falls das Datensignal den ersten Gainbereichsschwellwert erfüllt, jedoch einen zweiten Gainbereichsschwellwert nicht erfüllt, kann die Gainschaltung 102 das Eingangssignal um einen zweiten Gainfaktor (z. B. zwei) verstärken. Falls das Datensignal den zweiten Gainbereichsschwellwert erfüllt, kann die Gainschaltung 102 das Eingangssignal um einen dritten Gainfaktor (z. B. eins, Eins-Gain, ½, ¼ etc.) verstärken. Es sei darauf hingewiesen, dass das Eingangssignal wie gewünscht um jeden Gainfaktor verstärkt werden kann und dass das System wie gewünscht weniger oder mehr Gainbereiche, Gainbereichsschwellwerte und/oder Gainfaktoren aufweisen kann. Bei einigen Ausführungsformen entspricht jedem Gainbereich ein anderer Gainfaktor.
Die Digitalgaineinstelleinrichtung 106 und die Analoggaineinstelleinrichtung 108 können verwendet werden, um das Datensignal (oder sein Gain) in der analogen und/oder digitalen Domäne zumindest teilweise auf der Basis eines Steuersignals, das aus dem Kalibriercontroller 114 empfangen wird, einzustellen. Zum Beispiel kann die Digitalgaineinstelleinrichtung 106 verwendet werden, um das digitale Datensignal (oder sein Gain), das von dem ADC 104 ausgegeben wird, einzustellen, und die Analoggaineinstelleinrichtung 108 kann verwendet werden, um das analoge Datensignal oder das Gain des analogen Datensignals in der Gainschaltung 102 einzustellen. Bei einigen Ausführungsformen kann das System 100 die Digitalgaineinstelleinrichtung und/oder die Analoggaineinstelleinrichtung verwenden, um den Offset- und den Verstärkungsfehler, die von dem Kalibriercontroller 114 identifiziert werden, zu kompensieren.
Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Digitalgaineinstelleinrichtung 106 ein Signal bereitstellen, das dem Verstärkungs- und dem Offsetfehler, die von dem Kalibriercontroller 114 identifiziert werden, entgegenwirkt, wie nachstehend eingehender diskutiert wird. Zum Beispiel kann bei einigen Ausführungsformen die Digitalgaineinstelleinrichtung 106 einen Addierer zum Kompensieren des identifizierten Offsetfehlers und einen Multiplizierer zum Kompensieren des identifizierten Verstärkungsfehlers in dem digitalen Datensignal etc. verwenden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Digitalgaineinstelleinrichtung das Gain des analogen Datensignals und/oder des digitalen Datensignals auf eine Vielzahl von Arten einstellen kann, um den Offset- und/oder den Verstärkungsfehler zu kompensieren.
Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Analoggaineinstelleinrichtung 108 ein Signal bereitstellen, das dem Verstärkungs- und dem Offsetfehler, die von dem Kalibriercontroller 114 identifiziert werden, entgegenwirkt, wie nachstehend eingehender diskutiert wird. Zum Beispiel kann bei einigen Ausführungsformen die Analoggaineinstelleinrichtung 108 eine Spannung zu der Gainschaltung 102 liefern (oder eine Spannung aus dieser entfernen), um einem Offsetfehler entgegenzuwirken. Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Analoggaineinstelleinrichtung 108 einen variablen Widerstand (z. B. einen Transistor) in einer Rückkopplungsschleife einstellen, um einem Verstärkungsfehler entgegenzuwirken. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Analoggaineinstelleinrichtung das Gain des analogen Datensignals und/oder des analogen Datensignals auf eine Vielzahl von Arten einstellen kann, um den Offset- und/oder den Verstärkungsfehler zu kompensieren. Zum Beispiel kann bei einigen Ausführungsformen die Analoggaineinstelleinrichtung 108 das Datensignal verstärken/dämpfen, bevor oder nachdem die Gainschaltung 102 das Datensignal verstärkt/gedämpft hat.
Der Signalgainnormalisator 110 kann verwendet werden, um das Datensignal zu normalisieren. Bei einigen Ausführungsformen kann der Signalgainnormalisator 110 als Inverse zu der Gainschaltung 102 verwendet werden. Falls zum Beispiel die Gainschaltung 102 das Datensignal um zwei verstärkt, kann der Signalgainnormalisator 110 das Signal um zwei dämpfen, falls die Gainschaltung 102 das Datensignal um vier verstärkt, kann der Signalgainnormalisator 110 das Signal um vier dämpfen etc. In einigen Fällen kann der Signalgainnormalisator 110 von dem Gaincontroller 112 gesteuert werden. Zum Beispiel kann der Gaincontroller 112 einen Gainfaktor für den Signalgainnormalisator 110 ermitteln, der eine Inverse des Gainfaktors der Gainschaltung 102 sein kann. Entsprechend kann bei bestimmten Ausführungsformen das digitale Datensignal, das von dem Gaincontroller 112 empfangen wird, dem analogen Datensignal entsprechen, das an der Gainschaltung 102 empfangen wird (plus jedem Fehler, der von der Gainschaltung 102 eingetragen wird). Wie vorstehend gesagt worden ist, kann der Gaincontroller 112 das Gain des Eingangssignals in der Gainschaltung 102 zumindest teilweise auf der Basis des Datensignals einstellen.
Wie vorstehend gesagt worden ist, kann ein Fehler aus der Gainschaltung 102 in das Datensignal eingetragen werden. Zum Beispiel kann die Gainschaltung 102 einen Fehler mit jedem Gainfaktor eintragen. Bei einigen Ausführungsformen kann ein Fehler eingetragen werden, wenn die Gainschaltung 102 vom Verstärken des Eingangssignals um einen Gainfaktor zu einem anderen Gainfaktor übergeht (z. B. wenn das Datensignal die Gainbereiche wechselt und/oder einen Gainbereichsschwellwert erfüllt). Bei einigen Ausführungsformen kann der Fehler, der von dem System 100 eingetragen wird, einen Verstärkungsfehler und einen Offsetfehler umfassen, was nachstehend mit Bezug auf 2A und 2B genauer beschrieben wird. Der Kalibriercontroller 114 kann verwendet werden, um die Fehler in den verschiedenen Gainbereichen des Systems 100 zu identifizieren und einen oder mehrere Kalibrierwerte einzustellen, um die Fehler zu kompensieren.
Nachdem der Fehler für einen speziellen Gainbereich identifiziert worden ist, kann der Kalibriercontroller 114 Kalibrierwerte in der Analoggaineinstelleinrichtung 108 und/oder der Digitalgaineinstelleinrichtung 106 einstellen. Wenn sich das Datensignal zu demselben Gainbereich bewegt und das System 100 zu demselben Gainfaktor übergeht, können die eingestellten Kalibrierwerte verwendet werden, bei denen der zuvor identifizierte Verstärkungs- und/oder Offsetfehler in dem speziellen Gainbereich berücksichtigt wird.
Bei einigen Ausführungsformen kompensiert der Kalibriercontroller 114 den Fehler inkrementell. Zum Beispiel kann der Kalibriercontroller 114 mehrere Iterationen des Identifizierens und Einstellens der Kalibrierwerte anwenden, um den Fehler zu berücksichtigen. In einigen Fällen kann der Kalibriercontroller eine Langzeitkonstante zum Korrigieren des Fehlers aufweisen. Bei bestimmten Ausführungsformen kompensiert der Kalibriercontroller 114 den gesamten Fehler nach einer einzelnen Iteration. Bei einigen Ausführungsformen berücksichtigt der Kalibriercontroller 114 den identifizierten Fehler über mehrere Iterationen, um die Kalibrierwerte für einen speziellen Gainbereich zu ermitteln. Bei bestimmten Ausführungsformen wird (werden) der (die) Fehler auf der Basis seiner (ihrer) Reihenfolge gewichtet. Zum Beispiel wird (werden) in bestimmten Fällen der (die) Fehler, der (die) vor kürzerer Zeit identifiziert worden ist (sind), stärker gewichtet als der (die) Fehler, der (die) vor längerer Zeit identifiziert worden ist (sind), um den Kalibrierwert zu ermitteln und/oder einzustellen. Bei einigen Ausführungsformen werden die identifizierten Fehler über mehrere Iterationen gemittelt, um den Kalibrierwert zu ermitteln und/oder einzustellen.
Bei einigen Ausführungsformen führt der Kalibriercontroller die Kalibrierung für einen speziellen Gainbereich durch, wenn das Datensignal zu diesem speziellen Gainbereich übergeht. Auf im Wesentlichen gleiche Weise kann der Kalibriercontroller 114 die Fehler in sämtlichen Gainbereichen identifizieren und kompensieren. Bei einigen Ausführungsformen führt der Kalibriercontroller 114 keine Identifizierung oder Kompensierung der Fehler in einem oder mehreren Gainbereichen durch. Zum Beispiel können bei bestimmten Ausführungsformen ein oder mehrere Gainbereiche während der Fertigung kalibriert werden und können als ein oder mehrerer Referenzgainbereiche verwendet werden. Entsprechend führt bei einigen Ausführungsformen der Kalibriercontroller 114 keine Identifizierung oder Kompensierung der Fehler in dem einen oder den mehreren Referenzgainbereichen durch. Bei bestimmten Ausführungsformen verwendet das System 100 die Werte und/oder die Neigung des Datensignals in dem einen oder den mehreren Referenzgainbereichen, um den Offset-/Verstärkungsfehler für andere Gainbereiche zu ermitteln und andere Gainbereiche zu kalibrieren.
Es sei darauf hingewiesen, dass weniger oder mehr Komponenten in dem System 100 verwendet werden können. Zum Beispiel können bei einigen Ausführungsformen der Signalgainnormalisator 110 und der Kalibriercontroller 114 entfallen. Bei bestimmten Ausführungsformen können die Funktionen des Signalgainnormalisators 110 und des Kalibriercontrollers 114 von dem Gaincontroller 112 durchgeführt werden. Ferner sei darauf hingewiesen, dass die Reihenfolge der Komponenten ebenfalls verändert werden kann. Zum Beispiel können bei einigen Ausführungsformen der Gaincontroller 112 und der Signalgainnormalisator 110 getauscht werden etc.
2A ist ein Diagramm mit Darstellung einer Ausführungsform eines Offsetfehlers in einem System. Die Zeit ist entlang einer horizontalen Achse angezeigt. Eine Amplitude des Datensignals (z. B. des normalisierten Datensignals) ist entlang einer vertikalen Achse angezeigt. Bei der in 2A dargestellten Ausführungsform weist ein Diagramm 200 drei Gainbereiche 202, 204, 206, zwei Gainbereichsschwellwerte 208, 210 und einen Hystereseschwellwert 212 auf. Das Diagramm 200 weist ferner eine Linie 214 auf, die ein Datensignal (oder das ihm entsprechende Eingangssignal) anzeigt, das die Gainbereichsschwellwerte 208, 210 erfüllt. Bei der dargestellten Ausführungsform kann, während die Amplitude des Datensignals (oder des ihm entsprechenden Eingangssignals) innerhalb des ersten Gainbereichs 202 bleibt, das System 100 das Eingangssignal mit einem Gain von vier verstärken. Auf im Wesentlichen gleiche Weise kann, während die Amplitude des Datensignals innerhalb des zweiten Gainbereichs 204 und des dritten Gainbereichs 206 bleibt, das System 100 das Eingangssignal mit einem Gain von zwei bzw. eins verstärken. Andere Gainbeträge sind ebenfalls anwendbar und von einem Durchschnittsfachmann auf dem Sachgebiet leicht zu ermitteln.
Die Linie 214 zeigt ferner ein Beispiel für einen Offsetfehler, der von dem System eingetragen werden kann, wenn das System 100 vom Verstärken des Eingangssignals um einen ersten Gainfaktor (z. B. vier) in dem ersten Gainbereich 202 zum Verstärken des Eingangssignals um einen zweiten Gainfaktor (z. B. zwei) in dem zweiten Gainbereich 204 übergeht.
Bei einem System ohne Fehler reflektiert die Amplitude des Datensignals die Amplitude des Eingangssignals und/oder sie vergrößert/verkleinert sich linear oder annähernd linear über die und zwischen den Gainbereichen 202, 204, 206. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das normalisierte Datensignal linear, während es sich innerhalb des ersten Gainbereichs 202 befindet. Bei der dargestellten Ausführungsform erhöht sich jedoch dann, wenn das System 100 vom Verstärken des Eingangssignals um ein Gain von vier zu einem Gain von zwei (zumindest teilweise auf der Basis der Amplitude des normalisierten Datensignals, das den ersten Gainbereichsschwellwert 208 erfüllt und/oder in den zweiten Gainbereich 204 eintritt) übergeht, die Amplitude des Datensignals um eine Stufe 216. Die Stufe 216 kann auch als Offsetfehler 216 bezeichnet werden.
Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Gainbereich 202, 204, 206 einen entsprechenden Offsetfehler aufweisen, und der Offsetfehler für jeden Gainbereich 202, 204, 206 kann unterschiedlich oder gleich sein. Ferner kann der Offsetfehler 216 über die Zeit zumindest teilweise auf der Basis von Temperatur, Versorgungsspannung und/oder Komponentenalter variieren. Bei einigen Ausführungsformen wird der Offsetfehler für einen Gainbereich bei der Herstellung manuell kalibriert. Bei solchen Ausführungsformen kann der Gainbereich mit dem kalibrierten Offsetfehler als Referenzgainbereich bezeichnet werden. Bei bestimmten Ausführungsformen ist der Referenzgainbereich der Gainbereich, der dem größten Gainfaktor entspricht (z. B. der erste Gainbereich 202 bei der dargestellten Ausführungsform).
Bei einigen Ausführungsformen identifiziert der Kalibriercontroller 114 den Offsetfehler zumindest teilweise auf der Basis eines Werts des Datensignals im Quellgainbereich (z. B. dem Gainbereich, den das Datensignal verlässt oder verlassen hat, oder einem Referenzgainbereich) oder beim Gainbereichsschwellwert und eines Werts des Datensignals im Zielgainbereich (z. B. dem Gainbereich, in den das Datensignal eintritt oder eingetreten ist). Zum Beispiel kann der Kalibriercontroller 114 den Offsetfehler 216 zumindest teilweise auf der Basis der Größe der Stufe 216 identifizieren. Bei einigen Ausführungsformen vergleicht der Kalibriercontroller 114 den Wert des digitalen Signals im Zielgainbereich mit einem erwarteten Wert des Datensignals im Zielgainbereich. Der erwartete Wert kann zumindest teilweise auf der Basis eines Werts des Datensignals in dem ersten Gainbereich 202 und/oder dem Referenzgainbereich ermittelt werden.
Sobald er identifiziert ist, kann der Kalibriercontroller 114 den Offsetfehler 216 verwenden, um die Gaineinstellwerte für den zweiten Gainbereich 204 einzustellen (z. B. einen Offsetkalibrierwert oder einen Kalibrierwert einzustellen). Entsprechend können das nächste Mal, wenn das System 100 das Eingangssignal um den Gainfaktor verstärkt (z. B. die Amplitude des normalisierten Datensignals entweder aus dem ersten Gainbereich 202 oder dem dritten Gainbereich 206 in den zweiten Gainbereich eintritt und/oder zumindest einen des Gainbereichsschwellwerts 208 oder des Hystereseschwellwerts 212 erfüllt), die Gainschaltung 102, die Digitalgaineinstelleinrichtung 106 und/oder die Analoggaineinstelleinrichtung 108 den Fehler zumindest teilweise auf der Basis des eingestellten Kalibrierwerts kompensieren. Zum Beispiel kann bei bestimmten Ausführungsformen die Digitalgaineinstelleinrichtung das digitale Datensignal einstellen und/oder kann die Analoggaineinstelleinrichtung 108 das Gain an der Gainschaltung 102 einstellen.
Bei einigen Ausführungsformen stellt der Kalibriercontroller 114 den Kalibrierwert inkrementell ein. Bei bestimmten Ausführungsformen wird nicht der gesamte Fehler nach einer einzelnen Iteration des Kalibriercontrollers korrigiert. In einigen Fällen kann der Kalibriercontroller eine Langzeitkonstante zum Korrigieren des Fehlers aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen stellt der Kalibriercontroller den Kalibrierwert ein, um den gesamten Fehler bei einer einzelnen Iteration zu berücksichtigen. Wie vorstehend gesagt worden ist, kann jeder Gainbereich 202, 204, 206 seinen eigenen Offsetfehler aufweisen und kann der Kalibriercontroller einen separaten Kalibrierwert für jeden Gainbereich 202, 204, 206 zumindest teilweise auf der Basis des Offsetfehlers, der dem jeweiligen Gainbereich entspricht, einstellen. Zum Beispiel können, wie vorstehend diskutiert worden ist, der Kalibriercontroller 114 und/oder der Kalibrierwert bewirken dass die Digitalgaineinstelleinrichtung 106 das digitale Datensignal einstellt und/oder die Analoggaineinstelleinrichtung 108 das Gain der Gainschaltung 102 (oder das analoge Datensignal oder das Eingangssignal) einstellt. Ferner können, wie vorstehend gesagt worden ist, Hystereseschwellwerte verwendet werden, wenn ein Übergang von einem höheren Gainbereich (z. B. dem dritten/zweiten Gainbereich 206, 204) zu einen niedrigeren Gainbereich (z. B. dem zweiten/ersten Gainbereich 204, 202) erfolgt.
Das Diagramm 200 zeigt ferner den Übergang, der auftritt, wenn sich die Amplitude des Datensignals (z. B. des normalisierten Datensignals) und/oder Eingangssignals aus dem zweiten Gainbereich 204 zu dem dritten Gainbereich 206 bewegt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Offsetfehler (falls vorhanden) des dritten Gainbereichs 206 kleiner als der Offsetfehler 216. Entsprechend wird dann, wenn das System vom Verstärken des Eingangssignals um den zweiten Gainfaktor (z. B. zwei) zum dritten Gainfaktor (z. B. eins) übergeht (aufgrund dessen, dass die Amplitude des normalisierten Datensignals von dem zweiten Gainbereich 204 zu dem dritten Gainbereich 206 übergeht und/oder den zweiten Gainbereichsschwellwert 210 erfüllt), der Offsetfehler 216 durch den Offsetfehler des dritten Gainbereichs 206 ersetzt. Wie dargestellt ist, fällt, da der Offsetfehler des dritten Gainbereichs 206 kleiner als der Offsetfehler 216 ist, die Amplitude des normalisierten Datensignals unter den zweiten Gainbereichsschwellwert 210. Um jedoch einen Zurück-und-Vor-Übergang zwischen dem dritten Gainfaktor und dem zweiten Gainfaktor zu vermeiden, wird ein Hystereseschwellwert 212 anstelle des zweiten Gainbereichsschwellwerts 210 verwendet, um zu ermitteln, wann ein Übergang von dem dritten Gainbereich 206 zu dem zweiten Gainbereich 204 erfolgen soll. Obwohl nicht dargestellt, kann auf im Wesentlichen gleiche Weise ein Hystereseschwellwert für einen Übergang von dem zweiten Gainbereich 204 zu dem ersten Gainbereich 202 verwendet werden.
Entsprechend können bei einigen Ausführungsformen bei einem Übergang von einem höheren Gainbereich zu einem niedrigeren Gainbereich Hystereseschwellwerte als Gainbereichsschwellwerte verwendet werden, um eine Situation zu vermeiden, in der das System 100 häufig einen Übergang zwischen zwei Gainfaktoren durchführt, da sich das normalisierte Datensignal über einen entsprechenden Gainbereichsschwellwert zurück-und vorbewegt.
2B ist ein Diagramm 250 mit Darstellung einer Ausführungsform eines Verstärkungsfehlers in einem System. Bei der in 2B dargestellten Ausführungsform ist das Diagramm 250 mit den drei Gainbereichen 202, 204, 206, den zwei Gainbereichsschwellwerten 208, 210 und dem Hystereseschwellwert 212, wie oben mit Bezug auf das Diagramm 200 von 2A beschrieben, dargestellt. Bei der in 2B dargestellten Ausführungsform umfasst das Diagramm 250 jedoch eine Linie 218, die ein Datensignal, wie z. B. ein normalisiertes Datensignal, anzeigt, wenn dieses die Gainbereichsschwellwerte 208, 210 durchläuft. Wie zuvor mit Bezug auf das Diagramm 200 von 2A beschrieben worden ist, wird ein Eingangssignal zumindest teilweise auf der Basis des Orts der Amplitude des Datensignals innerhalb der Gainbereiche 202, 204, 206 verstärkt.
Die Linie 218 zeigt ferner eine Ausführungsform des Verstärkungsfehlers, der von dem System 100 eingetragen wird, wenn das System 100 vom Verstärken des Eingangssignals um einen ersten Gainfaktor in dem ersten Gainbereich 202 zum Verstärken des Eingangssignals um den zweiten Gainfaktor in dem zweiten Gainbereich 204 übergeht.
Bei einem System ohne Fehler reflektiert die Neigung der Amplitude des Datensignals die Neigung der Amplitude des Eingangssignals und/oder bleibt über die und zwischen den Gainbereichen 202, 204, 206 konstant oder annähernd konstant. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Neigung der Amplitude des Datensignals konstant oder annähernd konstant, während sie innerhalb des ersten Gainbereichs 202 liegt. Wenn jedoch das System 100 vom Verstärken des Eingangssignals um einen ersten Gainfaktor zum Verstärken des Eingangssignals um einen zweiten Gainfaktor (z. B. wenn die Amplitude des normalisierten Datensignals den ersten Gainbereichsschwellwert 208 erfüllt und/oder in den zweiten Gainbereich 204 eintritt) übergeht, verändert (z. B. vergrößert oder verkleinert) sich die Neigung.
Die Veränderung der Neigung zwischen den zwei Gainbereichen kann auch als Verstärkungsfehler bezeichnet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Gainbereich 202, 204, 206 einen Verstärkungsfehler aufweisen und der Verstärkungsfehler kann für jeden Gainbereich 202, 204, 206 unterschiedlich oder gleich sein. Ferner kann der Verstärkungsfehler für jeden Gainbereich 202, 204, 206 über die Zeit zumindest teilweise auf der Basis von Temperatur, Versorgungsspannung und/oder Komponentenalter variieren. Bei einigen Ausführungsformen wird der Verstärkungsfehler für einen Gainbereich bei der Herstellung manuell kalibriert. Bei solchen Ausführungsformen kann der Gainbereich mit dem kalibrierten Verstärkungsfehler als Referenzgainbereich bezeichnet werden. Bei bestimmten Ausführungsformen ist der Referenzgainbereich der Gainbereich, der dem größten Gainfaktor entspricht (z. B. der erste Gainbereich 202 bei der dargestellten Ausführungsform).
Bei einigen Ausführungsformen identifiziert der Kalibriercontroller 114 den Fehler durch Vergleichen der Neigung des Datensignals im Quellgainbereich (z. B. dem Gainbereich, den das Datensignal verlässt oder verlassen hat, oder dem Referenzgainbereich) mit der Neigung des Datensignals im Zielgainbereich (z. B. dem Gainbereich, in den das Datensignal eintritt oder eingetreten ist). Zum Beispiel kann der Kalibriercontroller 114 den Verstärkungsfehler zumindest teilweise auf der Basis der Neigung des Datensignals innerhalb des zweiten Gainbereichs 204 im Vergleich zu der Neigung des Datensignals innerhalb des ersten Gainbereichs 202 identifizieren. Bei einigen Ausführungsformen vergleicht der Kalibriercontroller 114 die Neigung des Datensignals im Zielgainbereich mit der Neigung des Datensignals im Referenzgainbereich, um den Verstärkungsfehler zu bestimmen.
Sobald er identifiziert ist, kann der Kalibriercontroller 114 den Verstärkungsfehler verwenden, um die Gaineinstellwerte (z. B. einen Verstärkungskalibrierwert und/oder einen Kalibrierwert) für den zweiten Gainbereich 204 einzustellen. Entsprechend können das nächste Mal, wenn das System das Eingangssignal um den Gainfaktor verstärkt (z. B. aufgrund dessen, dass die Amplitude des normalisierten Datensignals entweder aus dem ersten Gainbereich 202 oder dem dritten Gainbereich 206 in den zweiten Gainbereich eintritt und/oder zumindest einen des Gainbereichsschwellwerts 208 und des Hystereseschwellwerts 212 erfüllt), die Gainschaltung 102, die Digitalgaineinstelleinrichtung 106 und/oder die Analoggaineinstelleinrichtung 108 das Gain des Eingangssignals zumindest teilweise auf der Basis des eingestellten Kalibrierwerts einstellen.
Bei einigen Ausführungsformen stellt der Kalibriercontroller 114 den Kalibrierwert inkrementell ein. Bei bestimmten Ausführungsformen wird nicht der gesamte Fehler nach einer einzelnen Iteration des Kalibriercontrollers korrigiert. In einigen Fällen kann der Kalibriercontroller eine Langzeitkonstante zum Korrigieren des Fehlers aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen stellt der Kalibriercontroller den Kalibrierwert ein, um den gesamten Fehler bei einer einzelnen Iteration zu berücksichtigen. Wie vorstehend gesagt worden ist, kann jeder Gainbereich 202, 204, 206 seinen eigenen Verstärkungsfehler aufweisen und der Kalibriercontroller kann einen separaten Kalibrierwert für jeden Gainbereich 202, 204, 206 zumindest teilweise auf der Basis des Verstärkungsfehlers, der einem speziellen Gainbereich der Gainbereiche 202, 204, 206 entspricht, einstellen. Ferner können, wie vorstehend gesagt worden ist, Hystereseschwellwerte verwendet werden, wenn ein Übergang von einem höheren Gainbereich (z. B. dem dritten/zweiten Gainbereich 206, 204) zu einen niedrigeren Gainbereich (z. B. dem zweiten/ersten Gainbereich 204, 202) erfolgt.
3 ist ein Ablaufdiagramm mit Darstellung einer Ausführungsform einer Routine 300 zum Kalibrieren eines Gainbereichs in dem System 100. Ein Fachmann auf dem relevanten Sachgebiet erkennt, dass die Elemente, die für die Routine 300 dargestellt sind, von einer oder vielen Computervorrichtungen/-komponenten, die dem System 100 zugehörig sind, implementiert sein können. Zum Beispiel kann die Routine 300 von einem oder einer Kombination aus dem Gaincontroller 112, dem Kalibriercontroller 114 und dergleichen implementiert sein. Entsprechend ist die Routine 300 als generell von dem System 100 durchgeführt beschrieben worden. Ferner sei darauf hingewiesen, dass das System 100 die Routine 300 bei normalem Signaldurchsatz und/oder während der Kalibrierzeit, wie z. B. bei der Herstellung oder beim Herstelltest, im Hintergrund verwenden kann.
Bei Block 302 ermittelt das System, dass ein Datensignal (und/oder Eingangssignal) einen Gainbereichsschwellwert erfüllt. Bei einigen Ausführungsformen ist das Datensignal ein normalisiertes Datensignal, das einem Eingangssignal entspricht. Bei einigen Ausführungsformen ermittelt das System zumindest teilweise auf der Basis eines Vergleichs der Amplitude des Datensignals mit einem Gainbereichsschwellwert, dass das Datensignal den Gainbereichsschwellwert erfüllt. Bei bestimmten Ausführungsformen kann der Gainbereichsschwellwert der Schwellwert für den Übergang von einem niedrigeren Gainbereich zu einem höheren Gainbereich oder für den Übergang von einem höheren Gainbereich zu einem niedrigeren Gainbereich (auch als Hystereseschwellwert bezeichnet) sein.
Bei Block 304 kann das System 100 das Gain des Eingangssignals, das Gain eines entsprechenden Datensignals und/oder das entsprechende Datensignal zumindest teilweise auf der Basis eines Kalibrierwerts einstellen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Kalibrierwert zumindest teilweise auf einem oder mehreren zuvor ermittelten Offset- und/oder Verstärkungsfehlern eines speziellen Gainbereichs basieren. Bei bestimmten Ausführungsformen können die zuvor ermittelten Messwerte des Offset- und/oder Verstärkungsfehlers unterschiedlich gewichtet sein. Zum Beispiel können bei einigen Ausführungsformen jüngere Messwerte des Offset- und/oder Verstärkungsfehlers einen größeren Effekt auf den Kalibrierwert haben als ältere Messwerte des Offset- und/oder Verstärkungsfehlers. Bei einigen Ausführungsformen können die zuvor ermittelten Messwerte des Offset- und/oder Verstärkungsfehlers gleich gewichtet sein. Zum Beispiel können bei bestimmten Ausführungsformen die zuvor ermittelten Messwerte des Offset- und/oder Verstärkungsfehlers gemittelt werden, um den Kalibrierwert zu ermitteln und/oder einzustellen.
Bei bestimmten Ausführungsformen basiert das Gain des Eingangssignals zumindest teilweise auf einem Gainbereich, innerhalb dessen sich die Amplitude des Datensignals (und/oder Eingangssignals) befindet. Zum Beispiel kann das System 100 ein größeres Gain (z. B. vier) anlegen, falls sich die Amplitude des Datensignals (und/oder Eingangssignals) innerhalb eines niedrigeren Gainbereichs (z. B. des ersten Gainbereichs 202) befindet, und kann das System 100 ein kleineres Gain (z. B. Faktor eins) anlegen, falls die Amplitude des Datensignals (und/oder Eingangssignals) innerhalb eines höheren Gainbereichs (z. B. des dritten Gainbereichs 206) vorhanden ist. Wie zuvor gesagt worden ist, kann das System 100 wie gewünscht jedes Gain an das Eingangssignal anlegen und jede Anzahl von Gainbereichen und/oder Gainbereichsschwellwerten verwenden.
Bei Block 306 führt das System eine Kalibrierung bezüglich des Offsetfehlers durch. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Kalibrieren bezüglich des Offsetfehlers das Identifizieren des Offsetfehlers und Einstellen des Kalibrierwerts (oder Offsetkalibrierwerts) zumindest teilweise auf der Basis des identifizierten Offsetfehlers. Bei bestimmten Ausführungsformen vergleicht das System 100 die Amplitude des Datensignals in einem Quellgainbereich mit der Amplitude des Datensignals im Zielgainbereich zum Identifizieren des Offsetfehlers. Bei einigen Ausführungsformen vergleicht das System 100 die Amplitude des Datensignals im Zielgainbereich mit einem erwarteten Wert des Datensignals im Zielgainbereich. Wie nachstehend mit Bezug auf 4A und 5 genauer beschrieben wird, kann die Amplitude bei oder nahe bei einem Gainbereichsschwellwert, der dem Quellgainbereich und dem Zielgainbereich zugehörig ist, ermittelt werden.
Nachdem der Offsetfehler identifiziert worden ist, kann das System 100 den Kalibrierwert einstellen, um den identifizierten Offsetfehler zu berücksichtigen. Wie vorstehend gesagt worden ist, kann der Kalibrierwert zum Identifizieren des Offsetfehlers auf mehreren Iterationen basieren und bei bestimmten Ausführungsformen kann jeder identifizierte Wert unterschiedlich gewichtet sein. Zum Beispiel kann bei einigen Ausführungsformen der jüngste identifizierte Offsetfehler ein größeres Gewicht beim Einstellen des Kalibrierwerts erhalten. Bei einigen Ausführungsformen kann jeder identifizierte Fehler gleich gewichtet sein. Zum Beispiel kann bei einigen Ausführungsformen jeder identifizierte Fehler gemittelt werden, um den Kalibrierwert zu ermitteln und/oder einzustellen.
Bei Block 308 kalibriert das System den Verstärkungsfehler. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Kalibrieren des Verstärkungsfehlers das Identifizieren des Verstärkungsfehlers und Einstellen des Kalibrierwerts (oder Verstärkungskalibrierwerts) zumindest teilweise auf der Basis des identifizierten Verstärkungsfehlers. Bei bestimmten Ausführungsformen vergleicht das System 100 eine Neigung des Datensignals in einem Quell- (oder Referenz-) Gainbereich mit der Neigung des Datensignals im Zielgainbereich zum Identifizieren des Verstärkungsfehlers.
Wie nachstehend mit Bezug auf 4B und 6 genauer beschrieben wird, können die Neigungen auf eine Vielzahl von Arten ermittelt werden. Zum Beispiel können bei einigen Ausführungsformen die Neigungen durch Vergleichen der Zeitdauer, die die Amplitude des Datensignals benötigt, um sich von einem ersten Schwellwert zu einem zweiten Schwellwert im Zielgainbereich zu bewegen, mit der Zeitdauer, die die Amplitude des Datensignals benötigt, um sich von einem dritten Schwellwert zu einem vierten Schwellwert im Zielgainbereich zu bewegen, ermittelt werden. Bei bestimmten Ausführungsformen können die Neigungen durch Vergleichen des Betrags der Amplitudenveränderung, die über eine vorbestimmte Zeitspanne im Zielgainbereich auftritt, mit dem Betrag der Amplitudenveränderung, die über eine vorbestimmte Zeitspanne im Quellgainbereich auftritt, ermittelt werden. In bestimmten Fällen können die Neigungen durch Verwendung einer Ableitung des Datensignals ermittelt werden.
Nachdem der Verstärkungsfehler identifiziert worden ist, kann das System 100 den Kalibrierwert einstellen, um den identifizierten Verstärkungsfehler zu berücksichtigen. Wie vorstehend gesagt worden ist, kann der Kalibrierwert zum Identifizieren des Verstärkungsfehlers auf mehreren Iterationen basieren und bei bestimmten Ausführungsformen kann jeder identifizierte Wert unterschiedlich gewichtet sein. Zum Beispiel kann der jüngste identifizierte Verstärkungsfehler ein größeres Gewicht beim Einstellen des Kalibrierwerts erhalten.
Es sei darauf hingewiesen, dass weniger oder mehr Blöcke in der Routine 300 enthalten sein können. Zum Beispiel kann das System den Gainfehler und den Offsetfehler für einen speziellen Gainbereich mehrmals kalibrieren. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das System 100 den Gainfehler und den Offsetfehler für einen speziellen Gainbereich jedes Mal dann kalibrieren, wenn die Amplitude des Datensignals den Gainbereichsschwellwert erfüllt, der dem speziellen Gainbereich entspricht. Bei einigen Ausführungsformen können die Amplituden- und Offsetfehlerkalibrierungen in jeder Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das System 100 den Verstärkungsfehler und den Offsetfehler für sämtliche Gainbereiche des Systems kalibrieren. Bei einigen Ausführungsformen kann das System 100 sämtliche Gainbereiche des Systems 100 mit Ausnahme eines oder mehrerer Referenzgainbereiche für den Verstärkungsfehler und den Offsetfehler kalibrieren. In einigen Fällen kann das System 100 die unterschiedlichen Gainbereiche parallel kalibrieren.
4A ist eine Darstellung des Diagramms 200, das oben mit Bezug auf 2A genauer beschrieben worden ist und das ferner eine Ausführungsform zum Identifizieren eines Offsetfehlers in dem System 100 zeigt. Wie oben genauer beschrieben worden ist, umfasst das Diagramm 200 drei Gainbereiche 202, 204, 206, zwei Gainbereichsschwellwerte 208, 210, den Hystereseschwellwert 212 und die Linie 214, die die Amplitude eines normalisierten Datensignals anzeigt. Bei der in 4A dargestellten Ausführungsform zeigt das Diagramm 200 ferner eine Ausführungsform zum Identifizieren eines Offsetfehlers zwischen einem Quellgainbereich (z. B. dem ersten Gainbereich 202 oder einem Referenzgainbereich) und dem Zielgainbereich (z. B. dem zweiten Gainbereich 204) unter Verwendung von drei Abtastmesswerten 402, 404, 406 zu Zeiten N-1, N bzw. N+1. Es sei darauf hingewiesen, dass zwar nur drei Abtastwerte gezeigt sind, falls gewünscht jedoch viele Abtastwerte verwendet werden können. Zum Beispiel können bei einigen Ausführungsformen Abtastwerte in regelmäßigen Intervallen (z. B. alle 10 Mikrosekunden, 100 Mikrosekunden etc.) erfasst werden.
Wie vorstehend gesagt worden ist, kann der Offsetfehler des Datensignals auf eine Vielzahl von Arten ermittelt werden und ist nicht auf die in 4A dargestellte Ausführungsform beschränkt. Bei einigen Ausführungsformen ermittelt das System 100 wie gewünscht weniger oder mehr Abtastmesswerte. Zum Beispiel kann das System 100 den ersten und den dritten Abtastmesswert 402, 406 ermitteln und den zweiten Abtastmesswert 404 weglassen. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das System 100 den zweiten und den dritten Abtastmesswert 404, 406 ermitteln und den ersten Abtastmesswert 402 weglassen.
Bei einigen Ausführungsformen kann das System 100 den Offsetfehler durch Vergleichen des ersten Abtastmesswerts 402 mit dem dritten Abtastmesswert 406 (z. B. der Differenz zwischen dem ersten Abtastmesswert 402 und dem dritten Abtastmesswert 406), durch Vergleichen des zweiten Abtastmesswerts 404 mit dem dritten Abtastmesswert 406 (z. B. der Differenz zwischen dem zweiten Abtastmesswert 404 und dem dritten Abtastmesswert 406) und/oder durch Vergleichen des dritten Abtastmesswerts 406 mit einem erwarteten Wert ermitteln.
Bei bestimmten Ausführungsformen kann das System 100 eine Neigung des Datensignals in dem ersten Gainbereich 202 ermitteln und den erwarteten Wert des dritten Abtastmesswerts 406 durch Berechnen eines Werts des Datensignals zu einer Zeit N+1 ermitteln, unter der Annahme, dass die Neigung des Datensignals über den ersten Gainbereich 202 und den zweiten Gainbereich 204 konstant bleibt. Der ermittelte erwartete Wert kann mit dem dritten Abtastmesswert 406 verglichen werden, und die Differenz kann als Offsetfehler identifiziert werden.
Wie die Zeit N-1 impliziert, kann der erste Abtastmesswert 402 auf dem Wert des Datensignals vor der Zeit N (der Zeit, zu der der Gainbereichsschwellwert 208 erfüllt ist) basieren. Auf im Wesentlichen gleiche Weise kann der dritte Abtastmesswert 406 auf dem Wert des Datensignals zu der Zeit N+1 (d. h. nach der Zeit N) basieren.
Bei einigen Ausführungsformen kann der erste Abtastmesswert 402 auf dem Wert des Datensignals unmittelbar vor dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts 208 durch das Datensignal basieren. Zum Beispiel kann der erste Abtastmesswert 402 auf dem Wert des Datensignals Millisekunden oder weniger (z. B. Mikrosekunden) vor dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts 208 durch das Datensignal basieren. Auf im Wesentlichen gleiche Weise kann bei bestimmten Ausführungsformen der dritte Abtastmesswert 406 auf dem Wert des Datensignals unmittelbar nach dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts 208 durch das Datensignal basieren. Zum Beispiel kann der dritte Abtastmesswert 406 auf dem Wert des Datensignals Millisekunden oder weniger nach dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts 208 durch das Datensignal basieren. Obwohl oben als Datensignal beschrieben, sei darauf hingewiesen, dass bei einigen Ausführungsformen das verwendete Datensignal das digitale Datensignal sein kann. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Datensignal ein normalisiertes Datensignal etc. sein. Jede Kombination der oben beschriebenen Ausführungsformen kann wie gewünscht verwendet werden.
Wie oben genauer beschrieben worden ist, kann, sobald der Offsetfehler für einen speziellen Gainbereich identifiziert worden ist, das System 100 den Fehler wie gewünscht durch Einstellen eines oder mehrerer Kalibrierwerte für den speziellen Gainbereich kompensieren.
4B ist ein Diagramm mit Darstellung einer Ausführungsform zum Korrigieren eines Verstärkungsfehlers in einem System. Wie oben genauer beschrieben worden ist, weist das Diagramm 250 drei Gainbereiche 202, 204, 206, zwei Gainbereichsschwellwerte 208, 210, den Hystereseschwellwert 212 und die Linie 218 auf, die die Amplitude eines normalisierten Datensignals anzeigt. Bei der in 4B dargestellten Ausführungsform zeigt das Diagramm 250 ferner eine Ausführungsform zum Ermitteln einer ersten Neigung der Linie 218 vor dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts 208 durch das normalisierte Datensignals und zum Ermitteln einer zweiten Neigung der Linie 218 nach dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts 208 durch das normalisierte Datensignal. Wie vorstehend gesagt worden ist, kann die Neigung der Linie 218 (z. B. die Neigung des Datensignals) auf eine Vielzahl von Arten ermittelt werden und ist nicht auf die in 4B dargestellte Ausführungsform beschränkt.
Die vier Neigungsschwellwerte A, B, C, D und die zwei Zähler Zähll, Zähl2, die in 4B dargestellt sind, können bei einigen Ausführungsformen verwendet werden, um die Neigung (oder eine Anzeige der Neigung) der Linie 218 vor dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts 208 durch das normalisierte Datensignal zu ermitteln und um die Neigung (oder eine Anzeige der Neigung) der Linie 218 nach dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts 208 durch das normalisierte Datensignal zu ermitteln. Bei einigen Ausführungsformen können sich die Neigungsschwellwerte A und B im Zielgainbereich (z. B. dem zweiten Gainbereich 204) befinden und die Neigungsschwellwerte C und D können sich im Quellgainbereich (z. B. dem ersten Gainbereich 202) befinden. Bei bestimmten Ausführungsformen sind der Neigungsschwellwert A > B, der Neigungsschwellwert B > C und der Neigungsschwellwert C > D.
Bei einigen Ausführungsformen kann, sobald das normalisierte Datensignal den Neigungsschwellwert D erfüllt, der Zähler Zähll die Zeitdauer nachverfolgen, die das normalisierte Datensignal benötigt, um den Neigungsschwellwert C zu erfüllen. Die Zeitdauer, die von dem Zähler Zähll aufgezeichnet wird, kann die Neigung des normalisierten Datensignals zwischen dem Neigungsschwellwert C und dem Neigungsschwellwert D und/oder die Neigung des normalisierten Datensignals im Quellgainbereich (z. B. dem ersten Gainbereich 202 oder einem Referenzgainbereich) anzeigen.
Auf im Wesentlichen gleiche Weise kann, nachdem das normalisierte Datensignal den Gainbereichsschwellwert 208 und den Neigungsschwellwert B erfüllt hat, der Zähler Zähl2 die Zeitdauer nachverfolgen, die das normalisierte Datensignal benötigt, um den Neigungsschwellwert A zu erfüllen. Die Zeitspanne, die von dem Zähler Zähl2 aufgezeichnet wird, kann die Neigung des normalisierten Datensignals zwischen dem Neigungsschwellwert A und dem Neigungsschwellwert B und/oder die Neigung des normalisierten Datensignals im Zielgainbereich (z. B. dem zweiten Gainbereich 204) anzeigen. Die Zeit, die von den Zählern Zähll, Zähl2 aufgezeichnet wird, kann verglichen werden, und die Differenz kann als Verstärkungsfehler identifiziert werden.
Obwohl die Neigungsschwellwerte A, B, C, D für den ersten Gainbereich 202 und den zweiten Gainbereich 204 dargestellt sind, sei darauf hingewiesen, dass im Wesentlichen gleiche Neigungsschwellwerte in jedem Gainbereich verwendet werden können. Ferner kann jeder Gainbereich mehrere Sätze von Neigungsschwellwerten aufweisen. Zum Beispiel kann bei einigen Ausführungsformen der zweite Gainbereich 204 einen Satz von Neigungsschwellwerten bei oder nahe bei dem Gainbereichsschwellwert 208 und einen zweiten Satz von Neigungsschwellwerten bei oder nahe bei dem Gainbereichsschwellwert 210 aufweisen. Bei bestimmten Ausführungsformen können der niedrigste Gainbereich (z. B. der erste Gainbereich 202) und der höchste Gainbereich (z. B. der dritte Gainbereich 206) jeweils einen einzelnen Satz von Neigungsschwellwerten aufweisen und die Gainbereiche können zwischen dem niedrigsten Gainbereich und dem höchsten Gainbereich (z. B. der zweite Gainbereich 204) jeweils zwei Sätze von Neigungsschwellwerten aufweisen, und zwar einen Satz bei oder nahe bei einem niedrigeren Gainbereichsschwellwert (z. B. dem ersten Gainbereichsschwellwert 208) und einen zweiten Satz bei oder nahe bei einem höheren Gainbereichsschwellwert (z. B. dem zweiten Gainbereichsschwellwert 210). Ferner kann bei einigen Ausführungsformen das System 100 eine vorbestimmte Neigung des Datensignals im Referenzgainbereich als Neigung für den Quellgainbereich verwenden.
Es sei darauf hingewiesen, dass wie gewünscht weniger oder mehr Neigungsschwellwerte für jeden Gainbereich verwendet werden können. Zum Beispiel kann bei einigen Ausführungsformen das System einen ersten Neigungsschwellwert in dem ersten Gainbereich 202, den Gainbereichsschwellwert 208 als einen zweiten Neigungsschwellwert und einen dritten Neigungsschwellwert in dem zweiten Gainbereich 204 verwenden. Die Neigung (oder Zählung) zwischen dem ersten und dem zweiten Neigungsschwellwert kann mit der Neigung (oder Zählung) zwischen dem zweiten und dem dritten Neigungsschwellwert verglichen werden, um den Verstärkungsfehler zu ermitteln.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Amplitudendifferenz zwischen den Neigungsschwellwerten in einem Satz relativ klein sein (z. B. ein oder mehrere Millivolt). Somit kann vermieden werden, dass bei der Zählung, die von den Zählern Zähll, Zähl2 ermittelt worden ist, die Krümmung eines Datensignals beim Ermitteln der Neigung berücksichtigt wird. Bei bestimmten Ausführungsformen können die Neigungsschwellwerte relativ nahe an einem entsprechenden Gainbereichsschwellwert liegen (z. B. ± 1 %, ± 0,1 % oder weniger). Zum Beispiel können, falls der Gainbereichsschwellwert 10 beträgt, die Neigungsschwellwerte, die dem Gainbereichsschwellwert am nächsten liegen, 10 ± 0,1 oder kleiner sein. Ferner kann bei einigen Ausführungsformen der Satz von Schwellwerten im Quellgainbereich und der Satz von Schwellwerten im Zielgainbereich den gleichen Abstand zum Gainbereichsschwellwert aufweisen. Des Weiteren kann bei bestimmten Ausführungsformen die Amplitudendifferenz zwischen den Neigungsschwellwerten im Quellgainbereich (z. B. C und D) und den Quellschwellwerten im Zielgainbereich (A und B) gleich sein. Jede Kombination der oben referenzierten Ausführungsformen kann wie gewünscht verwendet werden.
Bei einigen Ausführungsformen kann das System einen oder mehrere Zähler (z. B. Zähl 1 und/oder Zähl2) verwenden, um die Neigung im Quellgainbereich und im Zielgainbereich zu ermitteln. Zum Beispiel kann der Zähler Zähl1 über eine vorbestimmte Zeitspanne im Quellgainbereich und eine vorbestimmte Zeitspanne im Zielgainbereich zählen. Das System kann die Veränderung der Amplitude über die vorbestimmte Zeitspanne im Quellgainbereich mit der Veränderung der Amplitude über die vorbestimmte Zeitspanne im Zielgainbereich vergleichen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Differenz zwischen der Veränderung der Amplitude im Quellgainbereich und der Veränderung der Amplitude im Zielgainbereich als Amplitudenfehler identifiziert werden.
Die Länge der vorbestimmten Zeitspanne kann jede gewünschte Länge sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die Länge 10 Mikrosekunden, 100 Mikrosekunden, eine oder mehrere Millisekunden etc. betragen. Bei einigen Ausführungsformen kann die vorbestimmte Zeitspanne zumindest teilweise auf der Frequenz des Datensignals basieren. Zum Beispiel kann bei einigen Fällen eine kürzere vorbestimmte Zeitspanne für Datensignale mit einer höheren Frequenz verwendet werden und eine längere vorbestimmte Zeitspanne kann für Datensignale mit einer niedrigeren Frequenz verwendet werden.
Bei bestimmten Ausführungsformen kann der Zähler Zähl1 mit dem Zählen im Quellgainbereich unmittelbar vor dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts durch das Datensignal beginnen. Zum Beispiel kann der Zähler Zähl1 mit dem Zählen von Millisekunden oder weniger (z. B. Mikrosekunden) vor der Zeit (oder erwarteten Zeit), zu der das Datensignal (und/oder Eingangssignal) den Gainbereichsschwellwert 208 erfüllt, beginnen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Zähler Zähl1 mit dem Zählen im Zielgainbereich unmittelbar nach dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts durch das Datensignal (und/oder Eingangssignal) beginnen. Zum Beispiel kann der Zähler Zähl 1 wie gewünscht mit dem Zählen von Millisekunden oder weniger nach dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts 208 durch das Datensignal (und/oder Eingangssignal) beginnen.
Wie oben genauer beschrieben worden ist, kann das System 100, nachdem der Verstärkungsfehler für einen speziellen Gainbereich identifiziert worden ist, wie gewünscht den Fehler durch Einstellen einer oder mehrerer Kalibrierwerte für den speziellen Gainbereich kompensieren. Ferner kann bei einigen Ausführungsformen das System 100 den einen oder die mehreren Kalibrierwerte zumindest teilweise auf der Basis des beobachteten Offsetfehlers und/oder Verstärkungsfehlers einstellen.
5 ist ein Ablaufdiagramm mit Darstellung einer Routine 500 zum Kalibrieren des Systems 100 bezüglich eines Offsetfehlers. Ein Fachmann auf dem relevanten Sachgebiet erkennt, dass die für die Routine 500 dargelegten Elemente von einer oder mehreren Rechnervorrichtungen/-komponenten, die dem System 100 zugehörig sind, implementiert sein können. Zum Beispiel kann die Routine 500 von einem oder einer Kombination aus dem Gaincontroller 112, dem Kalibriercontroller 114 und dergleichen implementiert sein. Entsprechend ist die Routine 500 als generell von dem System 100 durchgeführt beschrieben worden. Ferner sei darauf hingewiesen, dass das System 100 die Routine 500 während eines normalen Signaldurchsatzes und/oder während einer Kalibrierzeit, wie z. B. bei der Herstellung, anwenden kann.
Bei Block 502 ermittelt das System 100 einen ersten Messwert des Datensignals. Bei einigen Ausführungsformen ist das Datensignal ein normalisiertes Datensignal und/oder entspricht einem Eingangssignal. Bei bestimmten Ausführungsformen wird der erste Messwert als Amplitude des Datensignals zu einer ersten Zeit ermittelt, die vor einer Zeit liegt, zu der das Datensignal (und/oder Eingangssignal) einen Gainbereichsschwellwert erfüllt (z. B. wenn das Datensignal (und/oder Eingangssignal) innerhalb eines Quellgainbereichs liegt). Bei einigen Ausführungsformen ermittelt das System 100 den ersten Messwert, wenn die Amplitude des Datensignals (und/oder Eingangssignals) einen Schwellwert erfüllt, der kleiner ist als der Gainbereichsschwellwert (oder größer als ein Hystereseschwellwert).
Bei Block 504 ermittelt das System 100 einen zweiten Messwert des Datensignals. Bei einigen Ausführungsformen wird der zweite Messwert zu einer zweiten Zeit ermittelt, die nach der Zeit liegt, zu der die Amplitude des Datensignals (und/oder Eingangssignals) den Gainbereichsschwellwert erfüllt (z. B. wenn das Datensignal (und/oder Eingangssignal) innerhalb eines Zielgainbereichs liegt). Bei einigen Ausführungsformen ermittelt das System 100 den zweiten Messwert als eine Amplitude des Datensignals, wenn das Datensignal (und/oder Eingangssignal) einen Schwellwert erfüllt, der größer ist als der Gainbereichsschwellwert (oder kleiner als ein Hystereseschwellwert).
Bei Block 506 ermittelt das System 100 einen erwarteten Wert des Datensignals. Bei einigen Ausführungsformen basiert der erwartete Wert zumindest teilweise auf einem ersten Messwert. Bei bestimmten Ausführungsformen basiert der erwartete Wert zumindest teilweise auf einer Neigung des Datensignals (und/oder Eingangssignals) vor dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts (z. B. wenn die Amplitude des Datensignals im Quellgainbereich liegt). Unter Verwendung des ersten Messwerts und der Neigung des Datensignals vor dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts kann das System 100 den erwarteten Wert des Datensignals zur zweiten Zeit ermitteln.
Bei Block 508 ermittelt das System 100 den Offsetfehler. Bei einigen Ausführungsformen ermittelt das System 100 den Offsetfehler zumindest teilweise auf der Basis des ersten Messwerts und des zweiten Messwerts. Bei bestimmten Ausführungsformen ermittelt das System 100 den Offsetfehler zumindest teilweise auf der Basis des zweiten Messwerts und des erwarteten Werts. Zum Beispiel kann bei einigen Ausführungsformen das System 100 den Offsetfehler als Differenz zwischen dem erwarteten Wert und dem zweiten Messwert ermitteln. Bei bestimmten Ausführungsformen kann der erwartete Wert zumindest teilweise auf der Basis des ersten Messwerts und einer Neigung des Datensignals im Quellgainbereich ermittelt werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass weniger, mehr oder andere Blöcke bei der Routine 500 verwendet werden können, ohne dass dadurch vom Wesen der Beschreibung abgewichen wird. Ferner kann die Reihenfolge der Blöcke ebenfalls anders sein. Zum Beispiel ermittelt bei einigen Ausführungsformen das System 100 den erwarteten Wert vor dem Ermitteln des zweiten Messwerts. Bei bestimmten Ausführungsformen ermittelt das System 100 den zweiten Messwert und den erwarteten Wert parallel.
Ferner kann bei einigen Ausführungsformen vor dem Ermitteln des zweiten Messwerts das System 100 ermitteln, dass das Datensignal einen Gainbereichsschwellwert erfüllt (und/oder in einen Zielgainbereich eintritt), und den Gainfaktor, der verwendet wird, um das Eingangssignal zu verstärken, zumindest teilweise auf der Basis der Ermittlung, dass das Datensignal den Gainbereichsschwellwert erfüllt, verändern. Bei solchen Ausführungsformen kann der zweite Messwert ermittelt werden, nachdem das Eingangssignal um den neuen Gainfaktor verstärkt worden ist.
Des Weiteren kann in einigen Fällen das Eingangssignal zumindest teilweise auf der Basis eines Kalibrierwerts, der dem Zielgainbereich zugehörig ist, modifiziert werden, wie oben genauer beschrieben worden ist. Bei einigen Ausführungsformen stellt das System 100 den Kalibrierwert, der dem Zielgainbereich zugehörig ist, zumindest teilweise auf der Basis des ermittelten Offsetfehlers ein.
Bei bestimmten Ausführungsformen kann im Anschluss an weitere Iterationen (z. B. wenn das Datensignal (und/oder Eingangssignal) den Gainbereichsschwellwert wieder erfüllt) das System 100 das Eingangssignal zumindest teilweise auf der Basis des eingestellten Kalibrierwerts modifizieren. Bei einigen Ausführungsformen kann (können) (ein) jüngere(r) Offsetfehler einen größeren Effekt auf den Kalibrierwert haben als vor längerer Zeit ermittelte Offsetfehler. Bei einigen Ausführungsformen wird die Kalibrierung zumindest teilweise auf der Basis des Datensignals ausgelöst, das den Gainbereichsschwellwert erfüllt. Bei bestimmten Ausführungsformen kalibriert das System 100 den Offsetfehler für sämtliche Gainbereiche. Bei einigen Ausführungsformen kalibriert das System 100 sämtliche Gainbereiche bezüglich Offsetfehler, mit Ausnahme eines oder mehrerer Referenzgainbereiche. In einigen Fällen kann das System 100 die verschiedenen Gainbereiche parallel kalibrieren.
6 ist ein Ablaufdiagramm mit Darstellung einer Ausführungsform einer Routine 600 zum Kalibrieren des Systems 100 bezüglich eines Verstärkungsfehlers. Ein Fachmann auf dem relevanten Sachgebiet erkennt, dass die für die Routine 600 dargelegten Elemente von einer oder vielen Rechnervorrichtungen/-komponenten, die dem System 100 zugehörig sind, implementiert sein können. Zum Beispiel kann die Routine 600 von einem oder einer Kombination aus dem Gaincontroller 112, dem Kalibriercontroller 114 und dergleichen implementiert sein. Entsprechend ist die Routine 600 als generell von dem System 100 durchgeführt beschrieben worden. Ferner sei darauf hingewiesen, dass das System 100 die Routine 600 während eines normalen Signaldurchsatzes und/oder während einer Kalibrierzeit, wie z. B. bei der Herstellung, anwenden kann.
Bei Block 602 ermittelt das System 100 eine erste Neigung des Datensignals. Bei einigen Ausführungsformen ist das Datensignal ein normalisiertes Datensignal und/oder entspricht einem Eingangssignal. Bei bestimmten Ausführungsformen wird die erste Neigung zumindest teilweise auf der Basis des Datensignals zu einer ersten Zeit ermittelt, die vor einer Zeit liegt, zu der die Amplitude des Datensignals einen Gainbereichsschwellwert erfüllt (z. 'B. wenn das Datensignal innerhalb eines Quellgainbereichs liegt). Bei einigen Ausführungsformen ermittelt das System 100 die Neigung des Datensignals zumindest teilweise auf der Basis einer Ableitung des Datensignals im Quellgainbereich. Bei bestimmten Ausführungsformen ermittelt das System die erste Neigung des Datensignals durch Identifizieren einer vordefinierten Neigung des Datensignals im Referenzgainbereich. In einigen Fällen kann eine Veränderung der Amplitude des Datensignals über eine vorbestimmte Zeitspanne im Quellgainbereich verwendet werden, um die erste Neigung zu ermitteln.
Bei einigen Ausführungsformen verwendet das System 100 Neigungsschwellwerte und einen Zähler, um die erste Neigung zu ermitteln. Zum Beispiel kann, wie vorstehend beschrieben worden ist, der Zähler die Zeit nachverfolgen, die das Datensignal benötigt, um einen zweiten Neigungsschwellwert zu erfüllen, nachdem es einen ersten Neigungsschwellwert erfüllt hat. Die nachverfolgte Zeit kann von dem System 100 als Neigung des Datensignals vor dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts durch das Datensignal (z. B. die Neigung des Datensignals, wenn dieses innerhalb des Quellgainbereichs liegt) verwendet werden. Wie vorstehend beschrieben worden ist, können die Neigungsschwellwerte bei einigen Ausführungsformen nahe beieinander liegen und/oder die Neigungsschwellwerte können nahe am Gainbereichsschwellwert liegen.
Bei Block 604 ermittelt das System 100 eine zweite Neigung der Amplitude des Datensignals. Bei einigen Ausführungsformen ermittelt das System 100 die Neigung des Datensignals zumindest teilweise auf der Basis einer Ableitung des Datensignals im Zielgainbereich. Bei bestimmten Ausführungsformen kann eine Veränderung der Amplitude des Datensignals über eine vorbestimmte Zeitspanne im Zielgainbereich verwendet werden, um die zweite Neigung zu ermitteln. Bei einigen Ausführungsformen verwendet das System 100 Neigungsschwellwerte und einen Zähler, um die zweite Neigung zu ermitteln. Zum Beispiel kann, wie vorstehend beschrieben worden ist, der Zähler die Zeit nachverfolgen, die das Datensignal benötigt, um einen vierten Neigungsschwellwert zu erfüllen, nachdem es einen dritten Neigungsschwellwert erfüllt hat. Die nachverfolgte Zeit kann von dem System 100 als Anzeige der Neigung des Datensignals nach dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts durch das Datensignal (z. B. der Neigung des Datensignals, wenn dieses innerhalb des Zielgainbereichs liegt) verwendet werden. Wie vorstehend beschrieben worden ist, können die Neigungsschwellwerte bei einigen Ausführungsformen nahe beieinander liegen. Bei bestimmten Ausführungsformen können die Neigungsschwellwerte nahe am Gainbereichsschwellwert liegen.
Bei Block 606 ermittelt das System 100 einen Verstärkungsfehler zumindest teilweise auf der Basis einer Differenz zwischen der ersten Neigung und der zweiten Neigung. Bei einigen Ausführungsformen ermittelt das System 100, dass die Differenz zwischen der ersten Neigung und der zweiten Neigung der Verstärkungsfehler ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass weniger, mehr oder andere Blöcke bei der Routine 600 verwendet werden können, ohne dass dadurch vom Wesen der Beschreibung abgewichen wird. Ferner kann die Reihenfolge der Blöcke ebenfalls anders sein. Zum Beispiel kann bei einigen Ausführungsformen vor dem Ermitteln der zweiten Neigung das System 100 ermitteln, dass das Datensignal den Gainbereichsschwellwert erfüllt, und den Verstärkungsfaktor verändern, der verwendet wird, um das Eingangssignal zu verstärken, und zwar zumindest teilweise auf der Basis der Ermittlung, dass das Datensignal den Gainbereichsschwellwert erfüllt. Bei solchen Ausführungsformen kann die zweite Neigung ermittelt werden, nachdem das Eingangssignal um den neuen Gainfaktor verstärkt worden ist.
Des Weiteren kann in einigen Fällen das Eingangssignal zumindest teilweise auf der Basis eines Kalibrierwerts, der dem Zielgainbereich zugehörig ist, modifiziert werden, wie oben genauer beschrieben worden ist. Bei einigen Ausführungsformen stellt das System 100 den Kalibrierwert, der dem Zielgainbereich zugehörig ist, zumindest teilweise auf der Basis des ermittelten Verstärkungsfehlers ein.
Bei bestimmten Ausführungsformen kann im Anschluss an weitere Iterationen (z. B. wenn das Datensignal den Gainbereichsschwellwert wieder erfüllt) das System 100 das Eingangssignal zumindest teilweise auf der Basis des eingestellten Kalibrierwerts modifizieren. Bei einigen Ausführungsformen kann (können) (ein) vor kürzerer Zeit ermittelte(r) Verstärkungsfehler einen größeren Effekt auf den Kalibrierwert haben als (ein) vor längerer Zeit ermittelte(r) Verstärkungsfehler. Bei einigen Ausführungsformen wird die Kalibrierung zumindest teilweise auf der Basis des Datensignals ausgelöst, das den Gainbereichsschwellwert erfüllt. Bei bestimmten Ausführungsformen kalibriert das System 100 sämtliche Gainbereiche bezüglich des Verstärkungsfehlers. Bei einigen Ausführungsformen kalibriert das System 100 sämtliche Gainbereiche bezüglich des Verstärkungsfehlers, mit Ausnahme eines oder mehrerer Referenzgainbereiche. In einigen Fällen kann das System 100 die verschiedenen Gainbereiche parallel kalibrieren.
Ferner können bei einigen Ausführungsformen die Routinen 500 und 600 so kombiniert werden, dass ein Kalibrierwert zumindest teilweise auf der Basis eines ermittelten Offsetfehlers und/oder eines ermittelten Verstärkungsfehlers ermittelt oder eingestellt wird.
Die vorstehende Beschreibung und die Patentansprüche können sich auf Elemente oder Merkmale beziehen, die miteinander „verbunden“ oder „gekoppelt“ sind. Wie hier verwendet wird und sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, bedeutet „verbunden“, dass ein Element/Merkmal direkt oder indirekt und nicht notwendigerweise mechanisch mit einem anderen Element/Merkmal verbunden ist. Gleichermaßen bedeutet, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, „gekoppelt“, dass ein Element/Merkmal direkt oder indirekt und nicht notwendigerweise mechanisch mit einem anderen Element/Merkmal gekoppelt ist. Somit können, obwohl die verschiedenen schematischen Darstellungen, die in den Figuren gezeigt sind, beispielhafte Anordnungen von Elementen und Komponenten zeigen, weitere dazwischengeschaltete Elemente, Vorrichtungen, Merkmale oder Komponenten bei einer realen Ausführungsform vorhanden sein (unter der Voraussetzung, dass die Funktionalität der dargestellten Schaltungen nicht beeinträchtigt wird).
Je nach Ausführungsform können bestimmte Vorgänge, Ereignisse oder Funktionen jedes hier beschriebenen Algorithmus in einer anderen Sequenz durchgeführt werden, hinzugefügt, zusammengefügt oder ganz weggelassen werden (z. B. sind nicht sämtliche beschriebenen Vorgänge oder Ereignisse zum praktischen Ausführen der Algorithmen erforderlich). Ferner können bei bestimmten Ausführungsformen Vorgänge oder Ereignisse gleichzeitig statt sequenziell durchgeführt werden, z. B. durch Multithread-Verarbeitung, Interrupt-Verarbeitung oder mehrere Prozessoren oder Prozessorkerne oder auf anderen parallelen Architekturen.
Die verschiedenen veranschaulichenden logischen Blöcke, Module, Controller und Schaltungen, die in Verbindung mit den hier offengelegten Implementierungen beschrieben worden sind, können mittels eines Universalprozessors, eines Digitalsignalprozessors (DSP), einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (application specific integrated circuit - ASIC), eines feldprogrammierbaren Gatearrays (FPGA) oder einer anderer programmierbaren logischen Vorrichtung, einer diskreten Gate- oder Transistorlogik, diskreter Hardwarekomponenten oder jeder Kombination daraus, die so ausgelegt ist, dass sie die hier beschriebenen Funktionen durchführt, implementiert oder ausgeführt werden. Ein Universalprozessor kann ein Mikroprozessor sein, alternativ kann der Prozessor jedoch jeder bekannte Prozessor, Controller, Mikrocontroller oder jede bekannte Zustandsmaschine sein. Ein Prozessor kann ferner als eine Kombination aus Rechnervorrichtungen, z. B. eine Kombination aus einem DSP und einem Mikroprozessor, einer Vielzahl von Mikroprozessoren, einem oder mehreren Mikroprozessoren in Zusammenhang mit einem DSP-Kern oder jeder anderen solchen Konfiguration implementiert sein.
Ferner können die hier beschriebenen Systeme, Controller und Module eine Software, Firmware, Hardware oder jede Kombination(en) aus Software, Firmware oder Hardware, die für die hier beschriebenen Zwecke geeignet sind, umfassen. Die Software und anderen Module können sich auf Servern, Arbeitsstationen, Personalcomputern, computergesteuerten Tablets, PDAs und anderen Vorrichtungen befinden, die für die hier beschriebenen Zwecke geeignet sind. Die Software und anderen Module können über einen lokalen Speicher, über ein Netz, über einen Browser oder über andere Einrichtungen zugänglich sein, die für die hier beschriebenen Zwecke geeignet sind. Hier beschriebene Datenstrukturen können Computerdateien, Variablen, Programmierarrays, Programmierstrukturen oder jedes elektronische Informationsspeicherungsschema oder - verfahren oder jede Kombination daraus umfassen, die für die hier beschriebenen Zwecke geeignet sind.
Ferner kann die Verarbeitung der verschiedenen Komponenten der dargestellten Systeme über mehrere Maschinen, Netze und andere Rechnerressourcen verteilt sein. Des Weiteren können zwei oder mehr Komponenten eines Systems zu weniger Komponenten kombiniert sein. Verschiedene Komponenten der dargestellten Systeme können in einer oder mehreren virtuellen Maschinen statt in zweckbestimmten Computer-Hardwaresystemen implementiert sein. Ferner stellen bei einigen Ausführungsformen die Verbindungen zwischen den gezeigten Komponenten mögliche Wege für den Datenstrom statt reale Verbindung zwischen der Hardware dar. Obwohl einige Beispiele für mögliche Verbindungen gezeigt sind, kann bei verschiedenen Implementierungen jeder Teilsatz der gezeigten Komponenten mit jedem anderen Teilsatz von Komponenten kommunizieren.
Ausführungsformen sind oben ferner mit Bezug auf Ablaufdiagrammdarstellungen und/oder Blockschaltbilder von Verfahren, Einrichtungen (Systemen) und Computerprogrammprodukten beschrieben worden. Jeder Block der Ablaufdiagrammdarstellungen und/oder Blockschaltbilder und jede Kombination aus Blöcken in den Ablaufdiagrammdarstellungen und/oder Blockschaltbildern können direkt in Hardware, Computerprogrammanweisungen, die von einem Prozessor ausgeführt werden, oder in einer Kombination aus den beiden enthalten sein. Solche Anweisungen können einem Prozessor eines Universalcomputers, Spezialcomputers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungseinrichtung (z. B. FPGA, PLD, ASIC etc.) bereitgestellt werden, um eine Maschine zu produzieren, so dass die Anweisungen, die über den Prozessor des Computers oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt werden, ein Mittel zum Implementieren der Vorgänge bilden, die im Ablaufdiagramm- und/oder Blockschaltbildblock oder in - blöcken spezifiziert sind.
Diese Computerprogrammanweisungen können ferner in einem computerlesbaren Speicher gespeichert sein, der einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungseinrichtung anweisen kann, auf eine spezielle Weise zu arbeiten, so dass die Anweisungen, die in dem computerlesbaren Speicher gespeichert sind, einen Herstellartikel produzieren, einschließlich Anweisungsmittel, durch die die Vorgänge implementiert werden, welche in dem Ablaufdiagramm- und/oder Blockschaltbildblock und/oder in den -blöcken spezifiziert sind. Die Computerprogrammanweisungen können ferner in einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungseinrichtung geladen werden, um eine Reihe von Operationen zu bewirken, die auf dem Computer oder der anderen programmierbaren Einrichtung ausgeführt werden, um einen computerimplementierten Prozess zu produzieren, so dass die Anweisungen, die auf dem Computer oder der anderen programmierbaren Einrichtung ausgeführt werden, Schritte zum Implementieren der Vorgänge bilden, die in dem Ablaufdiagramm- und/oder Blockschaltbildblock oder in den -blöcken spezifiziert sind.
Obwohl bestimmten Ausführungsformen beschrieben worden sind, sind diese Ausführungsformen nur beispielhaft dargestellt worden und schränken den Umfang der Offenlegung nicht ein. Vielmehr können die hier beschriebenen neuartigen Verfahren und Systeme in einer Vielzahl von anderen Formen ausgeführt sein; ferner können verschiedene Weglassungen, Ersetzungen und Veränderungen an der Form der beschriebenen Verfahren und Systeme durchgeführt werden, ohne dass dadurch vom Wesen der Offenlegung abgewichen wird. Die beiliegenden Patentansprüche und deren Äquivalente decken solche Formen oder Modifikationen ab, die in den Umfang und das Wesen der Offenlegung fallen.
Obwohl diese Offenlegung mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben worden ist, fallen andere Ausführungsformen, die für Durchschnittsfachleute auf dem Sachgebiet offensichtlich sind, einschließlich Ausführungsformen, die nicht sämtliche der hier dargelegten Merkmale und Vorteile bieten, ebenfalls in den Umfang der Offenlegung. Ferner können die verschiedenen hier beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu bilden. Des Weiteren können bestimmte Merkmale, die im Kontext einer Ausführungsform gezeigt sind, auch in andere Ausführungsformen integriert sein. Entsprechend wird der Umfang der Offenlegung nur durch Bezugnahme auf die beiliegenden Patentansprüche definiert.

Claims

Verfahren zum Kalibrieren einer Verstärkungsstufe einer Verstärkerschaltung (102) eines Datenerfassungssystems, wobei das Verfahren umfasst: Verstärken eines Eingangssignals um einen ersten Gainbetrag von mehreren Gainbeträgen zumindest teilweise auf der Basis einer Ermittlung, dass eine Amplitude eines Datensignals innerhalb eines ersten Gainbereichs von mehreren Gainbereichen liegt; Ermitteln, dass die Amplitude des Datensignals in einen zweiten Gainbereich von den mehreren Gainbereichen eintritt; Verstärken des Eingangssignals um einen zweiten Gainbetrag von den mehreren Gainbeträgen, der sich vom ersten Gainbetrag unterscheidet, zumindest teilweise auf der Basis des genannten Ermittelns, dass die Amplitude des Datensignals in den zweiten Gainbereich eintritt, und mindestens eines Verstärkungskalibrierwerts oder eines Offsetkalibrierwerts; und Einstellen zumindest einen der Verstärkungskalibrierwerte zumindest auf der Basis eines detektierten Verstärkungsfehlers zwischen dem ersten Gainbetrag und dem zweiten Gainbetrag oder des Offsetkalibrierwerts zumindest auf der Basis eines detektierten Offsetfehlers zwischen dem ersten und zweiten Gainbetrag.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das genannte Einstellen, Einstellen des Verstärkungskalibrierwerts und des Offsetkalibrierwerts umfasst.
Verfahren zum Kalibrieren einer Verstärkungsstufe einer Verstärkerschaltung (102) eines Datenerfassungssystems, wobei das Verfahren umfasst: Ermitteln, dass eine Amplitude eines Datensignals aus einem ersten Gainbereich in einen zweiten Gainbereich eintritt, Verstärken eines Eingangssignals um einen Gainbetrag, zugehörig dem zweiten Gainbereich, zumindest teilweise auf der Basis eines Kalibrierwerts, zugehörig dem zweiten Gainbereich, und der genannten Ermittlung, dass die Amplitude des Datensignals aus dem ersten Gainbereich in den zweiten Gainbereich eintritt; und Einstellen des Kalibrierwerts zumindest teilweise auf der Basis eines ermittelten Fehlers.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Kalibrierwert einen Verstärkungskalibrierwert umfasst und der detektierte Fehler einen ermittelten Verstärkungsfehler umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Kalibrierwert einen Offsetkalibrierwert umfasst und der detektierte Fehler einen ermittelten Offsetfehler umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend: Ermitteln einer ersten Neigung einer Amplitude des Datensignals, wobei die erste Neigung zumindest teilweise auf der Amplitude des Datensignals zu einer Zeit vor dem Eintritt der Amplitude des Datensignals aus dem ersten Gainbereich in den zweiten Gainbereich basiert; Ermitteln einer zweiten Neigung der Amplitude des Datensignals, wobei die zweite Neigung zumindest teilweise auf der Amplitude des Datensignals zu einer Zeit nach dem Eintritt der Amplitude des Datensignals aus dem ersten Gainbereich in den zweiten Gainbereich basiert; und Ermitteln des detektierten Verstärkungsfehlers zumindest teilweise auf der Basis einer Differenz zwischen der ersten Neigung und der zweiten Neigung.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Verstärkungskalibrierwert zumindest teilweise auf einem oder mehreren zuvor ermittelten Verstärkungsfehlern basiert.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Verstärkungskalibrierwert zumindest teilweise auf einem Mittelwert des einen oder der mehreren zuvor ermittelten Verstärkungsfehler basiert.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der eine oder die mehreren zuvor ermittelten Verstärkungsfehler zumindest teilweise auf der Basis einer Reihenfolge gewichtet werden, in der der eine oder die mehreren zuvor ermittelten Verstärkungsfehler ermittelt worden sind.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Ermitteln der ersten Neigung das Ermitteln einer Zeitdauer umfasst, die zwischen dem Erfüllen eines ersten Neigungsschwellwerts durch die Amplitude des Datensignals und dem Erfüllen eines zweiten Neigungsschwellwerts durch die Amplitude des Datensignals vergangen ist, und wobei das Ermitteln der zweiten Neigung das Ermitteln einer Zeitdauer umfasst, die zwischen dem Erfüllen eines dritten Neigungsschwellwerts durch die Amplitude des Datensignals und dem Erfüllen eines vierten Neigungsschwellwerts durch die Amplitude des Datensignals vergangen ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Ermitteln der ersten Neigung das Ermitteln einer Veränderung der Amplitude während einer vorbestimmten Zeitspanne vor dem Eintritt der Amplitude des Datensignals aus dem ersten Gainbereich in den zweiten Gainbereich umfasst, und das Ermitteln der zweiten Neigung das Ermitteln einer Veränderung der Amplitude während einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Eintritt der Amplitude des Datensignals aus dem ersten Gainbereich in den zweiten Gainbereich umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend: Ermitteln eines ersten Amplitudenmesswerts des Datensignals zu einer ersten Zeit, wobei die erste Zeit vor dem Eintritt der Amplitude des Datensignals aus dem ersten Gainbereich in den zweiten Gainbereich liegt; Ermitteln eines zweiten Amplitudenmesswerts des Datensignals zu einer zweiten Zeit, wobei die zweite Zeit nach dem Eintritt der Amplitude des Datensignals aus dem ersten Gainbereich in den zweiten Gainbereich liegt; Ermitteln eines erwarteten Werts des Datensignals zur zweiten Zeit zumindest teilweise auf der Basis des ersten Amplitudenmesswerts; und Ermitteln des detektierten Offsetfehlers zumindest teilweise auf der Basis einer Differenz zwischen dem zweiten Amplitudenmesswert und dem erwarteten Wert.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Kalibrierwert zumindest teilweise auf einem oder mehreren zuvor ermittelten Offsetfehlern basiert.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Offsetkalibrierwert einen Mittelwert eines oder mehrerer zuvor ermittelter Offsetfehler umfassen.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der eine oder die mehreren zuvor ermittelten Offsetfehler zumindest teilweise auf der Basis einer Reihenfolge gewichtet werden, in der der eine oder die mehreren zuvor ermittelten Offsetfehler ermittelt worden sind.
Vorrichtung zum Kalibrieren einer Verstärkungsstufe einer Verstärkerschaltung (102) eines Datenerfassungssystem, die Vorrichtung umfasst: eine Gainschaltung (102), die so ausgelegt ist, dass sie ein Eingangssignal um einen ersten Gainfaktor zumindest teilweise auf der Basis einer Ermittlung, dass eine Amplitude des Eingangssignals innerhalb eines ersten Gainbereichs, zugehörig dem ersten Gainfaktor, ist, verstärkt; und dass sie das Eingangssignal um einen zweiten Gainfaktor zumindest teilweise auf der Basis eines Kalibrierwerts und einer Ermittlung, dass eine Amplitude des Eingangssignals innerhalb eines zweiten Gainbereichs, zugehörig dem zweiten Gainfaktor, ist, verstärkt; und einen Gaincontroller (112), der so ausgelegt ist, dass er: den Kalibrierwert zumindest teilweise basierend auf einen ermittelten Fehler zwischen dem ersten Gainfaktor und dem zweiten Gainfaktor einstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der ermittelte Fehler zumindest einen Verstärkungsfehler und/oder Offsetfehler umfasst und wobei der Gaincontroller (112) ferner so ausgelegt ist, dass er: zumindest den Offsetfehler und/oder den Verstärkungsfehler ermittelt, und den Kalibrierwert zumindest teilweise auf der Basis zumindest des ermittelten Offsetfehlers oder des Verstärkungsfehlers einstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Gaincontroller (112) dazu ausgelegt ist den Kalibrierwert zumindest teilweise auf dem Verstärkungsfehler basierend einzustellen, und wobei der Gaincontroller (112) ferner so ausgelegt ist, dass er: eine erste Neigung des Eingangssignals ermittelt, wobei die erste Neigung zumindest teilweise auf einer Amplitude des Eingangssignals vor dem Erfüllen eines Gainbereichsschwellwerts durch das Eingangssignal basiert; eine zweite Neigung des Eingangssignals ermittelt, wobei die zweite Neigung zumindest teilweise auf der Amplitude des Eingangssignals nach dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts durch das Eingangssignal basiert; und den Verstärkungsfehler zumindest teilweise auf der Basis einer Differenz zwischen der ersten Neigung und der zweiten Neigung ermittelt.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Kalibrierwert zumindest teilweise auf einem oder mehreren zuvor ermittelten Verstärkungsfehlern basiert.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei der eine oder die mehreren zuvor ermittelten Verstärkungsfehler zumindest teilweise auf der Basis einer Reihenfolge gewichtet werden, in der der Gaincontroller den einen oder die mehreren zuvor ermittelten Verstärkungsfehler ermittelt hat.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei zum Ermitteln des Offsetfehlers der Gaincontroller (112) so ausgelegt ist, dass er: einen ersten Amplitudenmesswert des Eingangssignals ermittelt, wobei der erste Amplitudenmesswert zumindest teilweise auf einer Amplitude des Eingangssignals vor dem Erfüllen eines Gainbereichsschwellwerts durch das Eingangssignal basiert, einen zweiten Amplitudenmesswert des Eingangssignals ermittelt, wobei der zweite Amplitudenmesswert zumindest teilweise auf der Amplitude des Eingangssignals nach dem Erfüllen des Gainbereichsschwellwerts durch das Eingangssignal basiert, einen erwarteten Wert des Eingangssignals zumindest teilweise auf der Basis des ersten Amplitudenmesswerts ermittelt, und einen Offsetkalibrierwert zumindest teilweise auf der Basis einer Differenz zwischen dem zweiten Amplitudenmesswert und dem erwarteten Wert ermittelt.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei der Kalibrierwert zumindest teilweise auf einem oder mehreren zuvor ermittelten Offsetfehlern basiert.