KR20230147468A - Calibration apparatus and method for analog digital converter - Google Patents

Calibration apparatus and method for analog digital converter Download PDF

Info

Publication number
KR20230147468A
KR20230147468A KR1020220046548A KR20220046548A KR20230147468A KR 20230147468 A KR20230147468 A KR 20230147468A KR 1020220046548 A KR1020220046548 A KR 1020220046548A KR 20220046548 A KR20220046548 A KR 20220046548A KR 20230147468 A KR20230147468 A KR 20230147468A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
correction
analog
signal
digital converter
gain
Prior art date
Application number
KR1020220046548A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
최재원
Original Assignee
현대모비스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR1020220046548A priority Critical patent/KR20230147468A/en
Publication of KR20230147468A publication Critical patent/KR20230147468A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/27Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes using interleaving techniques
    • H03M13/2792Interleaver wherein interleaving is performed jointly with another technique such as puncturing, multiplexing or routing
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/11Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits using multiple parity bits
    • H03M13/1102Codes on graphs and decoding on graphs, e.g. low-density parity check [LDPC] codes
    • H03M13/1105Decoding
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/11Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits using multiple parity bits
    • H03M13/1102Codes on graphs and decoding on graphs, e.g. low-density parity check [LDPC] codes
    • H03M13/1148Structural properties of the code parity-check or generator matrix
    • H03M13/116Quasi-cyclic LDPC [QC-LDPC] codes, i.e. the parity-check matrix being composed of permutation or circulant sub-matrices
    • H03M13/1165QC-LDPC codes as defined for the digital video broadcasting [DVB] specifications, e.g. DVB-Satellite [DVB-S2]
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/65Purpose and implementation aspects
    • H03M13/6522Intended application, e.g. transmission or communication standard
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22Demodulator circuits; Receiver circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

본 발명은 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치 및 그 방법에 관한 것으로, 고정 계수 보정 및 변동 계수 보정을 혼합하여 아날로그 디지털 컨버터의 오차를 보정하여 변동 계수 보정과 고정 계수 보정의 단점을 상호 보완하고 보정 정확도를 향상시키고, 수동모드와 능동모드를 선택적으로 적용하여 아날로그 디지털 컨버터가 구비되는 장치의 제어 효율을 향상시키고, 온도 구간에 따른 이득 및 오프셋 보정이 가능하며, 처리 속도가 빨라 성능을 향상시키는 효과가 있다. The present invention relates to an error correction device and method for an analog-to-digital converter. The present invention relates to an error correction device and method for an analog-to-digital converter, which corrects the error of an analog-to-digital converter by mixing fixed coefficient correction and variation coefficient correction to complement and compensate for the shortcomings of variation coefficient correction and fixed coefficient correction. It improves accuracy, improves the control efficiency of devices equipped with analog-to-digital converters by selectively applying passive mode and active mode, allows gain and offset correction according to temperature range, and improves performance due to faster processing speed. There is.

Description

아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치 및 그 방법{CALIBRATION APPARATUS AND METHOD FOR ANALOG DIGITAL CONVERTER} Error correction device and method for analog-to-digital converter {CALIBRATION APPARATUS AND METHOD FOR ANALOG DIGITAL CONVERTER}

본 발명은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정에서 발생하는 오차를 보정하는 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an error correction device and method for an analog-to-digital converter that corrects errors occurring in the process of converting an analog signal to a digital signal.

아날로그 디지털 컨버터(ADC, Analog Digital Converter)는 연속적인 값을 갖는 아날로그 신호를 양의 값을 표현하는 디지털 신호로 변환하는 장치다. An analog digital converter (ADC) is a device that converts analog signals with continuous values into digital signals that express positive values.

아날로그 디지털 컨버터는 가정에서 사용하는 TV, 냉장고 등의 가전제품은 물론 이동통신 단말, 컴퓨터, 자동차 등 다양한 분야의 기기에서 사용되고 있다. Analog-to-digital converters are used in various fields such as home appliances such as TVs and refrigerators, as well as mobile communication terminals, computers, and automobiles.

이러한 기기들은 온도 또는 습도를 감지하거나 전압을 감지하는 센서를 포함하는데, 센서는 측정되는 신호를 아날로그 신호로 출력하므로, 이를 처리하기 위해서는 센서의 측정값을 디지털 신호로 변환할 필요가 있다. 그에 따라 센서가 장착되는 기기라면, 아날로그 디지털 컨버터의 사용이 필수적이다. These devices include sensors that detect temperature or humidity or voltage. The sensor outputs the measured signal as an analog signal, so in order to process it, it is necessary to convert the sensor's measured value into a digital signal. Accordingly, for devices equipped with sensors, the use of an analog-to-digital converter is essential.

아날로그 디지털 컨버터는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정에서 오차(양자화 에러가 발생하는 문제가 있다.Analog-to-digital converters have a problem in that errors (quantization errors) occur in the process of converting analog signals to digital signals.

아날로그 디지털 컨버터(ADC)의 선형 특성 및 정적 특성은 아날로그 디지털 컨버터(ADC)의 전달 함수의 오프셋(Offset)과 이득(Gain)을 통해 알 수 있다. 이러한 값들은 이상적인 값으로부터 오차가 발생하는 경우, 전압 소스(Source)에 대한 측정 정확도가 낮아지고, 아날로그 디지털 변환값을 이용하는 데이터 처리에 영향을 줄 수 있다.The linear and static characteristics of an analog-to-digital converter (ADC) can be known through the offset and gain of the transfer function of the analog-to-digital converter (ADC). If an error occurs in these values from the ideal value, the measurement accuracy for the voltage source may be lowered and data processing using analog-to-digital conversion values may be affected.

그에 따라 종래에는 오차를 보정하기 위하여 팩토리 캘리브레이션(Factory calibration)을 이용하여 고정 계수를 보정하거나, 또는 디지털 프로세싱(소프트웨어)을 이용한 변동 계수를 보정하도록 구성된다. Accordingly, in the related art, in order to correct errors, a fixed coefficient is corrected using factory calibration, or a variation coefficient is corrected using digital processing (software).

그러나 고정 계수 보정의 경우, 온도 변화 및 성능 변화에 따른 아날로그 디지털 컨버터(ADC)의 특성 변화에 대응하기 어렵고, 변동 계수 보정의 경우, 디지털 프로세싱이 필요하여 이를 위한 소프트웨어 적용이 필요하므로 제작에 더 많은 비용이 발생하는 문제가 있다. However, in the case of fixed coefficient correction, it is difficult to respond to changes in the characteristics of the analog-to-digital converter (ADC) due to temperature changes and performance changes, and in the case of variation coefficient correction, digital processing is required, which requires the application of software for this, making it more expensive to manufacture. There is a problem of cost.

그에 따라 온도 및 성능의 변화에 따라 변동되는 아날로그 디지털 컨버터의 오차를 보정할 방안이 필요하다. Accordingly, a method is needed to correct errors in the analog-to-digital converter that fluctuate depending on changes in temperature and performance.

아날로그 디지털 컨버터에 대한 관련 기술은, 대한민국 공개 특허 제2021-0100438호, '아날로그 디지털 변환 장치 및 아날로그 디지털 변환 방법'이 있다. Related technology for analog-to-digital converters includes Republic of Korea Patent Publication No. 2021-0100438, ‘Analog-to-digital conversion device and analog-to-digital conversion method.’

대한민국 공개특허 제2021-0100438호Republic of Korea Patent No. 2021-0100438

본 발명은 고정 계수 보정 및 변동 계수 보정을 혼합하여 아날로그 디지털 컨버터의 오차를 보정하는 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. The purpose of the present invention is to provide an error correction device and method for an analog-to-digital converter that corrects the error of the analog-to-digital converter by mixing fixed coefficient correction and variation coefficient correction.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치는, 아날로그 디지털 컨버터로부터 출력되는 변환 신호의 에러를 보상하는, 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치에 있어서, 상기 오차 보정장치는 상기 아날로그 디지털 컨버터로부터 출력되는 상기 변환 신호를 필터링하는 필터부; 필터링된 신호를 고정 계수 보정 방식을 이용하여 1차 보정하여 1차 보정 신호를 출력하는 제 1 보상부; 및 상기 1차 보정 신호를 변동 계수 보정 방식을 이용하여 2차 보정하는 제 2 보상부; 를 포함하고, 상기 제 2 보상부는 기 저장된 기준전압과 실시간 측정되는 실시간 기준전압의 차이를 이용하여 2차 보정을 위한 오프셋 및 이득을 산출하여 온도 또는 열화에 의해 변화하는 특성을 반영하여 상기 1차 보정 신호를 2차 보정하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the error correction device for an analog-to-digital converter according to the present invention is an error correction device for an analog-to-digital converter that compensates for the error of the conversion signal output from the analog-to-digital converter, the error correction device is a filter unit that filters the conversion signal output from the analog-to-digital converter; a first compensation unit that performs primary correction on the filtered signal using a fixed coefficient correction method and outputs a primary correction signal; and a second compensation unit that performs secondary correction on the primary correction signal using a coefficient of variation correction method. It includes, and the second compensation unit calculates the offset and gain for secondary correction using the difference between the pre-stored reference voltage and the real-time reference voltage measured in real time, and reflects the characteristics that change due to temperature or deterioration to compensate for the primary compensation. It is characterized by secondary correction of the correction signal.

상기 제 2 보상부는 상기 실시간 기준전압과 상기 기준전압의 차이를 산출하고, 상기 차이가 소정 범위 내에 포함되면, 상기 2차 보정을 수행하지 않고 상기 1차 보정 신호를 출력신호로 출력하고, 상기 차이가 소정 범위를 벗어나는 경우 상기 2차 보정을 수행하는 것을 특징으로 한다. The second compensation unit calculates a difference between the real-time reference voltage and the reference voltage, and when the difference is within a predetermined range, the second compensation unit outputs the first correction signal as an output signal without performing the second correction, and the difference If is outside a predetermined range, the secondary correction is performed.

상기 제 2 보상부는 상기 1차 보정 신호와 상기 오프셋을 합산하고, 상기 이득에 따라 신호를 증폭하여 상기 2차 보정을 수행하는 것을 특징으로 한다. The second compensation unit is characterized in that it performs the secondary correction by adding the first correction signal and the offset and amplifying the signal according to the gain.

상기 제 2 보상부는 상기 오프셋 및 이득을 산출하는 보상값 생성부를 더 포함하고, 상기 보상값 생성부는 상기 기준전압과 상기 실시간 기준전압의 차이에 따라 상기 오프셋을 설정하는 것을 특징으로 한다. The second compensation unit further includes a compensation value generator that calculates the offset and the gain, and the compensation value generator sets the offset according to a difference between the reference voltage and the real-time reference voltage.

상기 보상값 생성부는 상기 기준전압으로부터 산출되는 기준 이득과 상기 실시간 기준전압으로부터 산출되는 실시간 이득의 차이에 대응하여 상기 이득을 산출하는 것을 특징으로 한다. The compensation value generator may calculate the gain in response to a difference between a reference gain calculated from the reference voltage and a real-time gain calculated from the real-time reference voltage.

상기 보상값 생성부는 상기 기준 이득에서 상기 실시간 이득을 뺀 값에 보상 오차율이 0%인 경우의 상수를 더한 후, 상기 상수로 나누어 상기 이득을 산출하는 것을 특징으로 한다. The compensation value generator calculates the gain by subtracting the real-time gain from the reference gain, adding a constant when the compensation error rate is 0%, and then dividing by the constant.

상기 보상값 생성부는 -5% 내지 +5%의 보상 오차율의 범위 내에서 근사 추정 방식에 따라 상기 이득을 산출하는 것을 특징으로 한다. The compensation value generator calculates the gain according to an approximate estimation method within a compensation error rate range of -5% to +5%.

상기 보상값 생성부는, 상기 아날로그 디지털 컨버터의 에러율이 최소일 때 측정되는 내부 전압을 저장한 상기 기준전압을 이용하여 보상을 수행하는 것을 특징으로 한다. The compensation value generator is characterized in that it performs compensation using the reference voltage that stores the internal voltage measured when the error rate of the analog-to-digital converter is minimum.

상기 오차 보정장치는 상기 아날로그 디지털 컨버터가 동작을 정지하면 신호 보상을 시작하는 것을 특징으로 한다.The error correction device is characterized in that it starts signal compensation when the analog-to-digital converter stops operating.

본 발명에 따른 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치의 보정방법은, 아날로그 디지털 컨버터가 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력되는 변환 신호를 필터링하는 단계; 상기 아날로그 디지털 컨버터가 동작을 중지하면, 기 저장된 데이터를 바탕으로, 필터링된 상기 변환 신호를 고정 계수 보정 방식을 이용하여 1차 보정하여 1차 보정 신호를 출력하는 단계; 상기 1차 보정 신호를 변동 계수 보정 방식을 이용하여 2차 보정하여 2차 보정 신호를 출력하는 단계; 및 보정된 신호를 출력신호로 출력하는 단계; 를 포함하고, 상기 2차 보정 신호를 출력하는 단계는, 기 저장된 기준전압과 실시간 측정되는 실시간 기준전압의 차이를 이용하여 2차 보정을 위한 오프셋 및 이득을 산출하여 온도 또는 열화에 의해 변화하는 특성을 반영하여 상기 1차 보정 신호를 2차 보정하는 것을 특징으로 한다. A correction method of an error correction device for an analog-to-digital converter according to the present invention includes the steps of converting an analog signal into a digital signal by an analog-to-digital converter and filtering the converted signal output; When the analog-to-digital converter stops operating, performing primary correction on the filtered conversion signal using a fixed coefficient correction method based on pre-stored data and outputting a primary correction signal; Performing secondary correction on the first correction signal using a coefficient of variation correction method and outputting a second correction signal; and outputting the corrected signal as an output signal; The step of outputting the secondary correction signal includes calculating an offset and gain for secondary correction using the difference between a pre-stored reference voltage and a real-time reference voltage measured in real time, thereby determining characteristics that change due to temperature or deterioration. It is characterized by secondary correction of the first correction signal by reflecting.

상기 1차 보정 신호를 출력하는 단계 후, 상기 실시간 기준전압과 상기 기준전압의 차이를 산출하여, 상기 차이가 소정 범위 내에 포함되면, 상기 2차 보정을 수행하지 않고 상기 1차 보정 신호를 상기 출력신호로 출력하고, 상기 차이가 소정 범위를 벗어나는 경우 상기 2차 보정을 수행하는 것을 특징으로 한다. After outputting the first correction signal, the difference between the real-time reference voltage and the reference voltage is calculated, and if the difference is within a predetermined range, the first correction signal is output without performing the second correction. It is characterized in that it outputs a signal and performs the secondary correction if the difference is outside a predetermined range.

상기 2차 보정 신호를 출력하는 단계는, 상기 1차 보정 신호와 상기 오프셋을 합산하고, 상기 이득에 따라 신호를 증폭하여 상기 2차 보정을 수행하는 것을 특징으로 한다. The step of outputting the secondary correction signal is characterized in that the secondary correction is performed by adding the first correction signal and the offset and amplifying the signal according to the gain.

상기 2차 보정 신호를 출력하는 단계는, 상기 기준전압과 상기 실시간 기준전압의 차이에 따라 상기 오프셋을 설정하는 단계; 상기 기준전압으로부터 산출되는 기준 이득과 상기 실시간 기준전압으로부터 산출되는 실시간 이득의 차이에 대응하여 상기 이득을 산출하는 단계; 를 포함한다. Outputting the secondary correction signal may include setting the offset according to a difference between the reference voltage and the real-time reference voltage; calculating the gain in response to a difference between a reference gain calculated from the reference voltage and a real-time gain calculated from the real-time reference voltage; Includes.

상기 이득을 산출하는 단계는, 상기 기준 이득에서 상기 실시간 이득을 뺀 값에 보상 오차율이 0%인 경우의 상수를 더한 후, 상기 상수로 나누어 상기 이득을 산출하는 것을 특징으로 한다. The step of calculating the gain is characterized by adding a constant when the compensation error rate is 0% to the value obtained by subtracting the real-time gain from the reference gain and then dividing by the constant to calculate the gain.

상기 기준전압은 상기 아날로그 디지털 컨버터의 에러율이 최소일 때 측정되는 내부 전압을 저장한 값이고, 상기 실시간 기준전압은 동작 중에 주기적으로 실시간 측정되는 것을 특징으로 한다. The reference voltage is a stored value of the internal voltage measured when the error rate of the analog-to-digital converter is at a minimum, and the real-time reference voltage is measured periodically in real time during operation.

일 측면에 따르면, 본 발명의 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치 및 그 방법은 고정 계수 보정 및 변동 계수 보정을 혼합하여 아날로그 디지털 컨버터의 오차를 보정하여, 보정 정확도를 향상시키는 효과가 있다. According to one aspect, the error correction device and method for an analog-to-digital converter of the present invention have the effect of improving correction accuracy by correcting errors of the analog-to-digital converter by mixing fixed coefficient correction and variation coefficient correction.

본 발명의 일측면에 따르면, 변동 계수 보정과 고정 계수 보정의 단점을 상호 보완하고, 수동모드와 능동모드를 선택적으로 적용하여 아날로그 디지털 컨버터가 구비되는 장치의 제어 효율을 향상시키고, 온도 구간에 따른 이득 및 오프셋 보정이 가능하며, 처리 속도가 빨라 성능을 향상시키는 효과가 있다. According to one aspect of the present invention, the shortcomings of variable coefficient correction and fixed coefficient correction are mutually compensated, the control efficiency of a device equipped with an analog-to-digital converter is improved by selectively applying passive mode and active mode, and the control efficiency of a device equipped with an analog-to-digital converter is improved according to the temperature section. Gain and offset correction are possible, and the processing speed is fast, which has the effect of improving performance.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 디지털 컨버터와 연결되는 오차 보정장치의 구성이 도시된 블록도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치의 구성이 도시된 도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치의 보정 기준값을 설명하는 데 참조되는 도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치의 보정방법이 도시된 순서도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치의 오차율이 도시된 도이다.
Figure 1 is a block diagram showing the configuration of an error correction device connected to an analog-to-digital converter according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram illustrating the configuration of an error correction device for an analog-to-digital converter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram referenced to explain a correction reference value of an error correction device for an analog-to-digital converter according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flowchart showing a correction method of an error correction device for an analog-to-digital converter according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing the error rate of an error correction device for an analog-to-digital converter according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the attached drawings.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In this process, the thickness of lines or sizes of components shown in the drawing may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 디지털 컨버터와 연결되는 오차 보정장치의 구성이 도시된 블록도이다. Figure 1 is a block diagram showing the configuration of an error correction device connected to an analog-to-digital converter according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치(50)는 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog Digital Converter)(120)와 연결된다. As shown in FIG. 1, the error correction device 50 for the analog-to-digital converter is connected to an analog-to-digital converter (ADC: Analog Digital Converter) 120.

아날로그 디지털 컨버터(ADC)는 신호입력부(110)를 통해 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. The analog-to-digital converter (ADC) converts the analog signal input through the signal input unit 110 into a digital signal and outputs it.

오차 보정장치(50)는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(120)로부터 출력된 디지털 신호를 입력받아, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정에서 발생하는 오차(양자화 에러)를 보정하여, 보정된 출력신호(190)를 출력한다. The error correction device 50 receives the digital signal output from the analog-to-digital converter (ADC) 120, corrects the error (quantization error) that occurs in the process of converting the analog signal to a digital signal, and produces a corrected output signal. Prints (190).

오차 보정장치(50)는 데이터부(180)와 연결되어, 신호 보상을 위한 데이터를 저장한다. 또한, 오차 보정장치(50)는 기준전압 측정부(160)와 연결되어, 기준전압 측정부(160)로부터 측정된 실시간 기준전압을 입력받아, 오차 보상에 이용한다. The error correction device 50 is connected to the data unit 180 and stores data for signal compensation. In addition, the error correction device 50 is connected to the reference voltage measurement unit 160, receives the real-time reference voltage measured from the reference voltage measurement unit 160, and uses it for error compensation.

오차 보정장치(50)는 필터(130), 제 1 보상부(140), 제 2 보상부(150)를 포함한다. The error correction device 50 includes a filter 130, a first compensation unit 140, and a second compensation unit 150.

필터(130)는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(120)로부터 출력된 디지털 신호를 필터링하여 노이즈를 제거한다. The filter 130 removes noise by filtering the digital signal output from the analog-to-digital converter (ADC) 120.

제 1 보상부(140)는 필터(130)와 연결되어, 데이터부(180)에 저장된 데이터를 기반으로 팩토리 보정에 따라 설정된 오프셋과 이득으로 고정 계수 보정 방식에 따라 필터링된 신호를 보정한다((S140).The first compensation unit 140 is connected to the filter 130 and corrects the filtered signal according to a fixed coefficient correction method with an offset and gain set according to factory correction based on the data stored in the data unit 180 (( S140).

제 2 보상부(150)는 제 1 보상부(140)를 통해 출력된 1차 보상된 신호를 2차 보정하여 출력신호(190)를 출력한다. 제 2 보상부(150)는 변동 계수 보정 방식을 보정을 수행한다. The second compensator 150 performs secondary correction on the primary compensated signal output through the first compensator 140 and outputs an output signal 190. The second compensation unit 150 performs correction using the coefficient of variation correction method.

제 2 보상부(150)는 데이터부(180)에 저장되는 데이터를 기반으로 기준전압 측정부(160)에서 측정되는 기준전압 값을 이용하여 신호를 2차 보정한다. The second compensation unit 150 performs secondary correction of the signal using the reference voltage value measured by the reference voltage measurement unit 160 based on the data stored in the data unit 180.

오차 보정장치(50)는 설정에 따라 수동모드 및 자동모드 중 어느 하나로 동작할 수 있다. The error correction device 50 can operate in either manual mode or automatic mode depending on settings.

오차 보정장치(50)는 수동모드가 설정되면, 오차 보정장치(50)가 설치되는 시스템(미도시)의 입력데이터에 의해 제어된다. 오차 보정장치(50)는 시스템의 설정에 따라 제 2 보상부(150)를 제어한다. When the manual mode is set, the error correction device 50 is controlled by input data from a system (not shown) in which the error correction device 50 is installed. The error correction device 50 controls the second compensation unit 150 according to system settings.

오차 보정장치(50)는 신호 보상에 따른, 변동 계수(Variable Coefficient 획득 및 보정모드(Calibration mode)에 있어서 가변 보정(Variable calibration)의 온, 오프를 시스템에 의해 제어된다. The error correction device 50 is controlled by the system to obtain a variable coefficient and turn variable calibration on and off in a calibration mode according to signal compensation.

한편, 오차 보정장치(50)는 능동모드가 설정되면, 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(120)의 자체 진단을 통해, 변동 계수(Variable coefficient)의 정확도가 저하된 경우, 변동 계수(Variable coefficient)의 측정 시퀀스 수행한다. Meanwhile, when the active mode is set, the error correction device 50 performs self-diagnosis of the analog-to-digital converter (ADC) 120, and when the accuracy of the variable coefficient deteriorates, the error correction device 50 determines the value of the variable coefficient. Perform measurement sequence.

오차 보정장치(50)는 정확도가 저하되지 않은 경우에는 변동 계수를 산출하지 않으므로, 시간을 단축할 수 있다. Since the error correction device 50 does not calculate the coefficient of variation when accuracy is not degraded, time can be shortened.

오차 보정장치(50)는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(120)가 비활성(inactive) 상태인 경우, 기준전압 측정을 통한 내부 진단을 수행한다. The error correction device 50 performs internal diagnosis through reference voltage measurement when the analog-to-digital converter (ADC) 120 is in an inactive state.

오차 보정장치(50)는 내부 진단의 진단결과에 따라, 허용범위 이상의 오차가 발생하는 경우, 변동 계수(Variable coefficient)를 획득한다. The error correction device 50 obtains a variable coefficient when an error exceeding an allowable range occurs according to the diagnosis result of internal diagnosis.

또한, 오차 보정장치(50)는 진단 결과, 오차가 허용 범위 이내의 경우, 변동 계수(Variable coefficient)를 획득하는 동작을 수행하지 않는다. Additionally, the error correction device 50 does not perform an operation to obtain a variable coefficient when the error is within an allowable range as a result of the diagnosis.

이때, 내부 진단 시, 기준전압은, 기준전압 측정부(160)에 의해 측정되어 제 2 보상부(150)로 인가된다. 기준전압 측정부(160)는 주기적으로 기준전압을 측정하여 저장한다. At this time, during internal diagnosis, the reference voltage is measured by the reference voltage measurement unit 160 and applied to the second compensation unit 150. The reference voltage measuring unit 160 periodically measures and stores the reference voltage.

또한, 데이터부(180)는 오프셋, 이득(gain), 및 기준전압에 대한 데이터 저장하고, 제 1 보상부(140) 및 제 2 보상부(150)로 제공한다. Additionally, the data unit 180 stores data on offset, gain, and reference voltage, and provides the data to the first compensation unit 140 and the second compensation unit 150.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치의 구성이 도시된 도이다. Figure 2 is a diagram illustrating the configuration of an error correction device for an analog-to-digital converter according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 오차 보정장치(50)는 필터(130)를 통해 변환된 신호를 필터링하고, 보상부(60) 중, 제 1 보상부(140)를 통해 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(120)의 오차를 1차 보정하고, 제 2 보상부(150)를 통해 2차 보정한다. 보상부(60)는 복수의 프로세서를 포함한다.As shown in FIG. 2, the error correction device 50 filters the converted signal through the filter 130, and converts the converted signal to an analog-to-digital converter (ADC) through the first compensation section 140 of the compensation section 60. The error in (120) is first corrected and secondly corrected through the second compensation unit (150). The compensation unit 60 includes a plurality of processors.

오차 보정장치(50)는 대기 상태에서 일정 시간 대기하고, 시스템의 명령에 따라 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(120)가 동작하는 경우 대기 상태를 유지하고, 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(120)가 동작하지 않는 경우, 기준전압을 측정하여 현 상태의 오차를 계산한다. The error compensation device 50 waits for a certain period of time in the standby state, and when the analog-to-digital converter (ADC) 120 operates according to the command of the system, it maintains the standby state and the analog-to-digital converter (ADC) 120 operates. If not, measure the reference voltage and calculate the current error.

오차 보정장치(50)는 오차에 따라 변동 계수를 측정하고 실시간 기준전압을 반복 측정하여 보정 계수(Calibration coefficient)를 획득하여 신호를 보정한다. The error correction device 50 measures the coefficient of variation according to the error and obtains a calibration coefficient by repeatedly measuring the real-time reference voltage to correct the signal.

제 1 보상부(140)는 고정 계수 보정(Fixed Coefficient Correction)을 활용하여 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(120)의 선형 특성을 보정하여 오차를 감소시킨다. The first compensation unit 140 reduces errors by correcting the linear characteristics of the analog-to-digital converter (ADC) 120 using fixed coefficient correction.

제 2 보상부(150)는 변동 계수 보정(Variable coefficient correction) 을 활용하여 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(120)의 선형 특성을 보정하여 오차를 감소시킨다. The second compensation unit 150 reduces errors by correcting the linear characteristics of the analog-to-digital converter (ADC) 120 using variable coefficient correction.

제 1 보상부(140)는 고정 계수 보정(Fixed Coefficient Correction)을 활용하여 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(120)의 선형 특성을 보정하여 오차를 감소시킨다. The first compensation unit 140 reduces errors by correcting the linear characteristics of the analog-to-digital converter (ADC) 120 using fixed coefficient correction.

제 1 보상부(140)는 고정 계수 보정을 수행하는데 있어서, 2 포인트 보정(2-point calibration)을 이용한다. 2 포인트 보정(2-point calibration)은, 전송 기능(Transfer function)의 상위 및 하위의 두 지점을 통해 이득(Gain)과 오프셋 에러(Offset error)를 구하는 방법이다 The first compensator 140 uses 2-point calibration to perform fixed coefficient correction. 2-point calibration is a method of calculating gain and offset error through two points above and below the transfer function.

제 1 보상부(140)는 필터링된, 오차를 포함하는 신호를 입력받아 데이터부(180)의 오프셋 데이터(Offsetcorr1)와 합산한 후, 데이터부(180)의 이득데이터(gaincorr1)를 통해 증폭하여 1차 보정된 신호(cal.data)를 출력한다. The first compensation unit 140 receives the filtered signal containing the error, adds it to the offset data (Offsetcorr1) of the data unit 180, and amplifies it through the gain data (gaincorr1) of the data unit 180. Outputs the first corrected signal (cal.data).

제 1 보상부(140)는 제조 단계에서 내부 전원의 기준전압을 측정하여 2개 포인트의 전압값을 산출하여 데이터부(180)에 저장한다. 제 1 보상부(140)는 제조 단계에서 그 값이 설정되어 데이터부(180)에 저장된다.The first compensation unit 140 measures the reference voltage of the internal power source during the manufacturing stage, calculates the voltage values of two points, and stores them in the data unit 180. The value of the first compensation unit 140 is set at the manufacturing stage and stored in the data unit 180.

데이터부(180)는 램(RAM, Random Access Memory), 롬(ROM), EEPROM(Electrically Erased Programmable Rom) 등의 비휘발성 메모리, 및 플래쉬메모리 중 적어도 하나를 포함한다. The data unit 180 includes at least one of non-volatile memory such as Random Access Memory (RAM), ROM, Electrically Erased Programmable ROM (EEPROM), and flash memory.

기준전압은, 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(120)가 가장 정확한 값을 출력하는 때의 내부 전압을 측정한 값이다. 아날로그 디지털 컨버터의 에러가 최소일 때의 전압과 비교하여 아날로그 디지털 컨버터의 변환에 따른 오차를 산출하도록 한다. The reference voltage is a measurement of the internal voltage when the analog-to-digital converter (ADC) 120 outputs the most accurate value. Calculate the error resulting from the conversion of the analog-to-digital converter by comparing it with the voltage when the error of the analog-to-digital converter is minimum.

제 2 보상부(150)는 변동 계수 보정(Variable coefficient correction) 을 활용하여 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(120)의 선형 특성을 보정하여 오차를 감소시킨다. The second compensation unit 150 reduces errors by correcting the linear characteristics of the analog-to-digital converter (ADC) 120 using variable coefficient correction.

제 2 보상부(140)는 제 1 보상부(140)로부터 1차 보정된 신호를 입력받아 데이터부(180)의 오프셋 데이터(Offsetcorr1)와 합산한 후, 이득데이터(gaincorr1)를 통해 신호의 오차를 보정한다. The second compensation unit 140 receives the first corrected signal from the first compensation unit 140, adds it to the offset data (Offsetcorr1) of the data unit 180, and then calculates the error of the signal through the gain data (gaincorr1). Correct.

제 2 보상부(150)는 변동 계수 보정(Variable coefficient correction)에 있어서, 2 포인트 보정(2-point calibration)을 이용한다.The second compensator 150 uses 2-point calibration in variable coefficient correction.

제 2 보상부(150)는 데이터부(180)에 저장된 기준전압(vref_mem_3/4, vref_mem_1/4)과, 기준전압 측정부(160)로부터 실시간 기준전압(vref_op_3/4, vref_op_1/4)을 입력 받아, 현 상태의 오차를 계산하고 오차에 따라 변동 계수를 측정하며, 기준전압을 반복 측정하여 보정 계수(Calibration coefficient)를 획득하는 보상값 생성부(153)를 포함한다.The second compensation unit 150 inputs the reference voltages (vref_mem_3/4, vref_mem_1/4) stored in the data unit 180 and the real-time reference voltages (vref_op_3/4, vref_op_1/4) from the reference voltage measurement unit 160. It includes a compensation value generator 153 that calculates the current state error, measures the coefficient of variation according to the error, and obtains a calibration coefficient by repeatedly measuring the reference voltage.

제 2 보상부(150)는 1차 보정된 신호를 입력받아 보상값 생성부(153)에서 출력된 오프셋데이터(Offsetcorr2)와 1차 보정된 신호를 가산기(151)에서 합산하고, 보상값 생성부(153)에서 출력된 이득(gaincorr2)을 적용하여 증폭기(152)에서 증폭하여 신호를 2차 보정한다. The second compensation unit 150 receives the first corrected signal, adds the offset data (Offsetcorr2) output from the compensation value generator 153 and the first corrected signal in the adder 151, and The gain (gaincorr2) output from (153) is applied and amplified in the amplifier (152) to perform secondary correction of the signal.

그에 따라 제 2 보상부(150)는 2차 보정된 신호를 출력신호(190)로 출력한다. Accordingly, the second compensation unit 150 outputs the secondary corrected signal as the output signal 190.

보상값 생성부(153)는 데이터부(180)에 저장된 기준전압과, 기준전압 측정부(160)에 의해 주기적으로 측정되어 저장되는 실시간 기준전압을 이용하여, 온도 또는 열화에 의해 변화되는 이득과 오프셋값을 산출한다. The compensation value generation unit 153 uses the reference voltage stored in the data unit 180 and the real-time reference voltage periodically measured and stored by the reference voltage measurement unit 160 to calculate the gain that changes due to temperature or deterioration. Calculate the offset value.

보상값 생성부(153)는 다음 수학식1을 이용하여 보상 계수인, 이득과 오프셋 데이터를 산출한다. The compensation value generator 153 calculates gain and offset data, which are compensation coefficients, using Equation 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

기준 이득(reference gain)은 제조 단계에서 설정되는 값이고, 실시간 이득(real time gain)은 동작 중 측정되는 값을 기반으로 산출되는 값이다. H는 상수로, 16’h8000이며, 이는 16비트 기준으로 헥사값을 산출했을 때, 기준이 되는 중간값을 의미한다. 기준 이득과 실시간 이득이 동일하면 그 값이 0이 되므로 H에 관계없이 이득(gaincorr2)은 0이 된다. The reference gain is a value set at the manufacturing stage, and the real time gain is a value calculated based on the value measured during operation. H is a constant, 16’h8000, which means the middle value that becomes the standard when calculating the hexa value based on 16 bits. If the reference gain and the real-time gain are the same, the value becomes 0, so the gain (gaincorr2) becomes 0 regardless of H.

보상값 생성부(153)는 근사값 추정 방식을 이용하여, -5% 내지 -5%의 오차에 대한 근사값으로 이득(실시간 이득)을 산출한다. The compensation value generator 153 uses an approximate value estimation method to calculate a gain (real-time gain) as an approximate value for an error of -5% to -5%.

도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치의 보정 기준값을 설명하는 데 참조되는 도이다. FIG. 3 is a diagram referenced to explain a correction reference value of an error correction device for an analog-to-digital converter according to an embodiment of the present invention.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 제 1 보상부(140)는 제조 단계에서 공장 보정(Factory calibration)을 통해 산출되는 고정 보정 계수(Fixed Correction Coefficient)와 기준전압을 데이터부(180)에 저장한 후, 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(120)의 동작이 정지되면, 기 저장된 데이터를 이용하여 변환된 신호의 오차를 1차 보정한다. As shown in (a) of FIG. 3, the first compensation unit 140 sends the fixed correction coefficient and reference voltage calculated through factory calibration in the manufacturing stage to the data unit 180. After storage, when the operation of the analog-to-digital converter (ADC) 120 is stopped, the error of the converted signal is first corrected using the previously stored data.

제 1 보상부(140)는 전체 크기의 25% 및 75%의 외부 전원소스를 이용하여, 산출되는 값을 이용하여 이득과 오프셋데이터를 산출하고, 내부전원의 기준전압을 오프셋과 이득의 판단 기준으로 설정하여 데이터부(180)에 저장한다. The first compensation unit 140 uses external power sources of 25% and 75% of the total size, calculates gain and offset data using the calculated values, and uses the reference voltage of the internal power as a criterion for determining offset and gain. Set it and store it in the data unit 180.

제 1 보상부(140)는 획득된 이득과 오프셋데이터를 적용하여 변환된 신호(S1)를 1차 보상하고, 그에 따라 이상적인 신호(S2)를 출력하도록 설계된다. The first compensation unit 140 is designed to first compensate the converted signal (S1) by applying the obtained gain and offset data and output an ideal signal (S2) accordingly.

도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 제 2 보상부(150)는 제 1 보상부(140)를 통해 신호를 보상하더라도, 온도 또는 성능 변화(열화)에 의해 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(120)의 출력이 변동되어 발생하는 오차를 보정한다. As shown in (b) of FIG. 3, even if the second compensator 150 compensates for the signal through the first compensator 140, the analog-to-digital converter (ADC) (ADC) ( 120) corrects errors that occur due to changes in output.

제 2 보상부(150)는 아날로그 디지털 컨버터(120)에서 출력된 신호가 제 1 보상부(140)에 의해 보정되면, 1차 보정 신호(S2)에 대하여, 2차 신호 보상을 수행하여, 2차 보정 신호(S2)를 출력한다. When the signal output from the analog-to-digital converter 120 is corrected by the first compensation unit 140, the second compensation unit 150 performs secondary signal compensation on the primary correction signal S2, Outputs a difference correction signal (S2).

제 2 보상부(150)는 기 저장된 기준전압 외에, 실시간 기준전압을 새로 반복하여 측정하여 오차를 산출하고 그에 따른 보상값을 생성한다. The second compensation unit 150 repeatedly measures a real-time reference voltage in addition to the previously stored reference voltage, calculates an error, and generates a compensation value accordingly.

제 2 보상부(150)는 보상값 생성부(153)를 통해 산출되는 가장 최신의 변동 계수(Variable Coefficient)를 통해 2차 보정을 수행한다. 변동 계수는 주기적으로 측정되는 실시간 기준전압을 기반으로 생성하여 오프셋데이터와 이득을 포함한다. The second compensation unit 150 performs secondary correction using the latest variable coefficient calculated through the compensation value generator 153. The coefficient of variation is generated based on a real-time reference voltage measured periodically and includes offset data and gain.

따라서 제 2 보상부(150)는 온도/열화 등에 따라 변화하는 제 1 보상부(140)의 고정 계수 보정(Fixed Coefficient Correction)을 보완할 수 있다.Therefore, the second compensator 150 can complement the fixed coefficient correction of the first compensator 140 that changes depending on temperature/deterioration, etc.

제조 과정에서 생성된 기준 이득(reference gain)이 변하는 경우, 이상적인 기준 이득(Ideal reference gain)이 0% 오차율 일 때 헥사값은 0x8000이고, 기준 이득의 오차율이 +5%인 경우 헥사값은 0x8666이며, 기준 이득의 오차율이 -5%인 경우 헥사값 0x7999이다. 0x8000는 이상적인 기준 이득에 대한 기울기 값이다. 기준 이득(reference gain)을 기준으로 ±5%의 온도에 의한 변화가 있다고 가정할 때 실시간 이득에 변화가 발생한다.When the reference gain generated during the manufacturing process changes, when the ideal reference gain has an error rate of 0%, the hexa value is 0x8000, and when the error rate of the reference gain is +5%, the hexa value is 0x8666. , If the error rate of the reference gain is -5%, the hexadecimal value is 0x7999. 0x8000 is the slope value for the ideal reference gain. Assuming that there is a temperature change of ±5% based on the reference gain, a change in real-time gain occurs.

한편, 동작 중, 온도 또는 열화 등의 원인으로 인하여 실시간 이득(real time gain) 이 변하므로 제 2 보상부(150)를 이러한 변화를 고려하여 2차 보정을 수행한다. Meanwhile, since the real time gain changes during operation due to causes such as temperature or deterioration, the second compensation unit 150 performs secondary compensation by taking this change into consideration.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치의 보정방법이 도시된 순서도이다. Figure 4 is a flowchart showing a correction method of an error correction device for an analog-to-digital converter according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 오차 보정장치(50)는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(120)가 동작중인 경우 대기하고(S310). 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(120)가 동작을 정지하면(S320), 아날로그 디지털 컨버터(ADC)(120)에 대한 오차 보상을 시작한다. As shown in FIG. 4, the error correction device 50 stands by when the analog-to-digital converter (ADC) 120 is operating (S310). When the analog-to-digital converter (ADC) 120 stops operating (S320), error compensation for the analog-to-digital converter (ADC) 120 begins.

제 1 보상부(140)는 데이터부(180)에 저장된 데이터, 오프셋데이터와 이득을 읽어, 변환된 신호를 고정 계수 보정(Fixed Coefficient Correction)를 이용하여 오차를 1차 보상한다(S340). The first compensation unit 140 reads the data, offset data, and gain stored in the data unit 180, and first compensates for the error of the converted signal using fixed coefficient correction (S340).

1차 보상된 신호가 입력되는 제 2 보상부(150)는 기준전압 측정부(160)를 통해 실시간 측정되는 실시간 기준전압을 입력 받는다(S350). The second compensation unit 150, which receives the first compensated signal, receives the real-time reference voltage measured in real time through the reference voltage measurement unit 160 (S350).

보상값 생성부(153)는 측정된 기준전압을 데이터부(180)에 저장된 기준전압과 비교하여 오차를 산출한다. The compensation value generator 153 compares the measured reference voltage with the reference voltage stored in the data section 180 and calculates an error.

보상값 생성부(153)는 오차가 허용범위 내에 포함되는지 판단하고(S360), 허용범위 내에 포함되는 경우 2차 보상은 수행하지 않고 1차 보상된 신호를 출력신호(190)로 출력한다.The compensation value generator 153 determines whether the error is within the allowable range (S360), and if it is within the allowable range, it does not perform secondary compensation and outputs the first compensated signal as the output signal 190.

한편, 보상값 생성부(153)는 오차가 허용범위를 벗어나는 경우, 데이터부(180)에 저장된 기준전압과, 실시간 기준전압을 바탕으로, 보상값 생성부(153)를 통해 오프셋데이터와 이득을 포함하는 보상값을 산출한다(S370).Meanwhile, when the error is outside the allowable range, the compensation value generator 153 generates offset data and gain based on the reference voltage stored in the data unit 180 and the real-time reference voltage. Calculate the compensation value including (S370).

보상값 생성부(153)는 데이터부(180)에 저장된 기준전압 간의 차이(기준 이득)를 산출하고, 측정된 기준전압 간의 차이(실시간 이득)를 산출한 후, 기준이득에서 실시간 이득을 뺀 후, 그 값을 이상적인 보상값에 대한 기울기로 곱하여 산출되는 값을 다시 이상적인 보상값에 대한 기울기로 나누어 2차 보상의 이득을 산출한다. 또한, 2차 보상의 오프셋은 데이터부(180)에 저장된 기준전압과 측정된 기준전압의 차이로 설정한다. The compensation value generator 153 calculates the difference (reference gain) between the reference voltages stored in the data section 180, calculates the difference (real-time gain) between the measured reference voltages, and then subtracts the real-time gain from the reference gain. , the value is multiplied by the slope for the ideal compensation value, and the value calculated is divided by the slope for the ideal compensation value to calculate the gain of the secondary compensation. Additionally, the offset of the secondary compensation is set as the difference between the reference voltage stored in the data unit 180 and the measured reference voltage.

제 2 보상부(150)는 보상값 생성부(153)로부터 인가되는 오프셋데이터와 이득을 바탕으로, 1차 보상된 신호를 2차 보상한다(S380). The second compensation unit 150 secondly compensates the first compensated signal based on the offset data and gain applied from the compensation value generator 153 (S380).

제 2 보상부(150)는 2차 보상된 신호를 출력신호로 출력한다(S390).The second compensation unit 150 outputs the secondary compensated signal as an output signal (S390).

도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치의 오차율이 도시된 도이다.Figure 5 is a diagram showing the error rate of an error correction device for an analog-to-digital converter according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 실시간 이득의 보정 오차율은 기준 이득의 오차 변동률에 따라 변화한다. As shown in FIG. 5, the correction error rate of the real-time gain changes according to the error change rate of the reference gain.

제 1 곡선(RG1)은 기준 이득의 보정 오차율이 -5%인 경우 생성되는 실시간 이득의 보정 오차율이고, 제 2 곡선(RG2)은 기준 이득 보정 오차율이 0%인 경우 생성되는 실시간 이득의 보정 오차율이며, 제 3 곡선(RG3)은 기준 이득의 보정 오차율이 +5%인 경우 생성되는 실시간 이득의 보정 오차율이다. The first curve (RG1) is the correction error rate of the real-time gain generated when the correction error rate of the reference gain is -5%, and the second curve (RG2) is the correction error rate of the real-time gain generated when the reference gain correction error rate is 0%. , and the third curve RG3 is the correction error rate of the real-time gain generated when the correction error rate of the reference gain is +5%.

기준 이득(reference gain)은 -5%(0x7999)이고 실시간 이득(real time gain)은 -5%(0x7384) 내지 +5%(0x7FAD)로 변화한다고 가정할 때, 제 2 보상부(150)를 통해 신호를 2차 보상함에 따라 실시간 이득에 따른 보정 오차율이 -0.5% 내지 +0.1%에서 수치가 결정됨을 알 수 있다. Assuming that the reference gain is -5% (0x7999) and the real time gain changes from -5% (0x7384) to +5% (0x7FAD), the second compensation unit 150 It can be seen that the correction error rate according to real-time gain is determined at -0.5% to +0.1% as the signal is secondaryly compensated.

기준 이득(reference gain)은 0%(0x8000)이고 실시간 이득은 -5%(0x7999) 내지 +5%(0x8666)로 변화한다고 가정할 때, 제 2 보상부(150)를 통해 신호를 2차 보상함에 따라 실시간 이득에 따른 보정 오차율이 -0.3% 내지 +0.0%에서 수치가 결정됨을 알 수 있다. Assuming that the reference gain is 0% (0x8000) and the real-time gain changes from -5% (0x7999) to +5% (0x8666), the signal is secondaryly compensated through the second compensation unit 150. As a result, it can be seen that the correction error rate according to real-time gain is determined at -0.3% to +0.0%.

또한, 기준 이득은 +5%(0x8666)이고 실시간 이득은 -5%(0x7FAD) 내지 +5% (0x8D1E)으로 변화한다고 가정할 때, 제 2 보상부(150)를 통해 신호를 2차 보상함에 따라, 실시간 이득에 따른 보정 오차율이 -0.3% 내지 +0%에서 수치가 결정됨을 알 수 있다. In addition, assuming that the reference gain is +5% (0x8666) and the real-time gain changes from -5% (0x7FAD) to +5% (0x8D1E), the signal is secondaryly compensated through the second compensation unit 150. Accordingly, it can be seen that the correction error rate according to real-time gain is determined from -0.3% to +0%.

따라서, 본 발명은 온도 또는 열화 등으로 인하여 발생하는 변화를 고려하여, 제 1 보상부(140)와 제 2 보상부(150)를 통해 고정 계수 보정 및 변동 계수 보정을 수행함으로써, 변환된 신호의 오차를 보상하고 보상 오차율을 크게 감소시키며, 보정장치의 회로 구성에 있어서 그 크기를 최소화하면서 아날로그 디지털 컨버터의 변환 오차를 보정할 수 있다. Accordingly, the present invention performs fixed coefficient correction and variation coefficient correction through the first compensation unit 140 and the second compensation unit 150 in consideration of changes occurring due to temperature or deterioration, so that the converted signal It can compensate for errors, greatly reduce the compensation error rate, and correct the conversion error of the analog-to-digital converter while minimizing the size of the circuit configuration of the compensation device.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely illustrative, and those skilled in the art will recognize that various modifications and other equivalent embodiments can be made therefrom. You will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the scope of the patent claims below.

50: 오차 보정장치
110: 신호입력부 120: 아날로그 디지털 컨버터(ADC)
130: 필터 140: 제 1 보상부
150: 제 2 보상부 153: 보상값 생성부
160: 기준전압 측정부 180: 데이터부
190: 출력신호
50: Error correction device
110: signal input unit 120: analog digital converter (ADC)
130: Filter 140: First compensation unit
150: second compensation unit 153: compensation value generation unit
160: Reference voltage measurement unit 180: Data unit
190: Output signal

Claims (15)

아날로그 디지털 컨버터로부터 출력되는 변환 신호의 오차를 보상하는, 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치에 있어서,
상기 오차 보정장치는 상기 아날로그 디지털 컨버터로부터 출력되는 상기 변환 신호를 필터링하는 필터부;
필터링된 신호를 고정 계수 보정 방식을 이용하여 1차 보정하여 1차 보정 신호를 출력하는 제 1 보상부; 및
상기 1차 보정 신호를 변동 계수 보정 방식을 이용하여 2차 보정하는 제 2 보상부; 를 포함하고,
상기 제 2 보상부는 기 저장된 기준전압과 실시간 측정되는 실시간 기준전압의 차이를 이용하여 2차 보정을 위한 오프셋 및 이득을 산출하여 온도 또는 열화에 의해 변화하는 특성을 반영하여 상기 1차 보정 신호를 2차 보정하는 것을 특징으로 하는 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치.
In the error correction device for an analog-to-digital converter, which compensates for the error of the conversion signal output from the analog-to-digital converter,
The error correction device includes a filter unit that filters the conversion signal output from the analog-to-digital converter;
a first compensation unit that performs primary correction on the filtered signal using a fixed coefficient correction method and outputs a primary correction signal; and
a second compensation unit that performs secondary correction on the first correction signal using a coefficient of variation correction method; Including,
The second compensation unit calculates the offset and gain for secondary correction using the difference between the pre-stored reference voltage and the real-time measured real-time reference voltage, and reflects the characteristics that change due to temperature or deterioration and converts the first correction signal to 2. An error correction device for an analog-to-digital converter characterized by difference correction.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 보상부는 상기 실시간 기준전압과 상기 기준전압의 차이를 산출하고, 상기 차이가 소정 범위 내에 포함되면, 상기 2차 보정을 수행하지 않고 상기 1차 보정 신호를 출력신호로 출력하고,
상기 차이가 소정 범위를 벗어나는 경우 상기 2차 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치.
According to claim 1,
The second compensation unit calculates a difference between the real-time reference voltage and the reference voltage, and when the difference is within a predetermined range, the second compensation unit outputs the first correction signal as an output signal without performing the second correction,
An error correction device for an analog-to-digital converter, characterized in that the secondary correction is performed when the difference is outside a predetermined range.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 보상부는 상기 1차 보정 신호와 상기 오프셋을 합산하고, 상기 이득에 따라 신호를 증폭하여 상기 2차 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치.
According to claim 1,
The second compensation unit adds the first correction signal and the offset and amplifies the signal according to the gain to perform the second correction.
제 3 항에 있어서,
상기 제 2 보상부는 상기 오프셋 및 이득을 산출하는 보상값 생성부를 더 포함하고,
상기 보상값 생성부는 상기 기준전압과 상기 실시간 기준전압의 차이에 따라 상기 오프셋을 설정하는 것을 특징으로 하는 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치.
According to claim 3,
The second compensation unit further includes a compensation value generator that calculates the offset and gain,
The compensation value generator sets the offset according to the difference between the reference voltage and the real-time reference voltage.
제 4 항에 있어서,
상기 보상값 생성부는 상기 기준전압으로부터 산출되는 기준 이득과 상기 실시간 기준전압으로부터 산출되는 실시간 이득의 차이에 대응하여 상기 이득을 산출하는 것을 특징으로 하는 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치.
According to claim 4,
The compensation value generator calculates the gain in response to a difference between a reference gain calculated from the reference voltage and a real-time gain calculated from the real-time reference voltage.
제 5 항에 있어서,
상기 보상값 생성부는 상기 기준 이득에서 상기 실시간 이득을 뺀 값에 보상 오차율이 0%인 경우의 상수를 더한 후, 상기 상수로 나누어 상기 이득을 산출하는 것을 특징으로 하는 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치.
According to claim 5,
The compensation value generator calculates the gain by adding a constant when the compensation error rate is 0% to the value obtained by subtracting the real-time gain from the reference gain, and then dividing by the constant. An error correction device for an analog-to-digital converter. .
제 5 항에 있어서,
상기 보상값 생성부는 -5% 내지 +5%의 보상 오차율의 범위 내에서 근사 추정 방식에 따라 상기 이득을 산출하는 것을 특징으로 하는 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치.
According to claim 5,
An error correction device for an analog-to-digital converter, wherein the compensation value generator calculates the gain according to an approximate estimation method within a compensation error rate range of -5% to +5%.
제 4 항에 있어서,
상기 보상값 생성부는, 상기 아날로그 디지털 컨버터의 에러율이 최소일 때 측정되는 내부 전압을 저장한 상기 기준전압을 이용하여 보상을 수행하는 것을 특징으로 하는 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치.
According to claim 4,
The compensation value generator performs compensation using the reference voltage that stores the internal voltage measured when the error rate of the analog-to-digital converter is minimum.
제 1 항에 있어서,
상기 오차 보정장치는 상기 아날로그 디지털 컨버터가 동작을 정지하면 신호 보상을 시작하는 것을 특징으로 하는 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치.
According to claim 1,
The error correction device for an analog-to-digital converter is characterized in that the error correction device starts signal compensation when the analog-to-digital converter stops operating.
아날로그 디지털 컨버터가 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력되는 변환 신호를 필터링하는 단계;
상기 아날로그 디지털 컨버터가 동작을 중지하면, 기 저장된 데이터를 바탕으로, 필터링된 상기 변환 신호를 고정 계수 보정 방식을 이용하여 1차 보정하여 1차 보정 신호를 출력하는 단계;
상기 1차 보정 신호를 변동 계수 보정 방식을 이용하여 2차 보정하여 2차 보정 신호를 출력하는 단계; 및
보정된 신호를 출력신호로 출력하는 단계; 를 포함하고,
상기 2차 보정 신호를 출력하는 단계는,
기 저장된 기준전압과 실시간 측정되는 실시간 기준전압의 차이를 이용하여 2차 보정을 위한 오프셋 및 이득을 산출하여 온도 또는 열화에 의해 변화하는 특성을 반영하여 상기 1차 보정 신호를 2차 보정하는 것을 특징으로 하는 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치의 보정방법.
An analog-to-digital converter converts an analog signal into a digital signal and filters the output converted signal;
When the analog-to-digital converter stops operating, performing primary correction on the filtered conversion signal using a fixed coefficient correction method based on pre-stored data and outputting a primary correction signal;
Performing secondary correction on the first correction signal using a coefficient of variation correction method and outputting a second correction signal; and
Outputting the corrected signal as an output signal; Including,
The step of outputting the secondary correction signal is,
The difference between the pre-stored reference voltage and the real-time measured real-time reference voltage is used to calculate the offset and gain for secondary correction, thereby performing secondary correction of the primary correction signal by reflecting characteristics that change due to temperature or deterioration. Correction method of error correction device for analog-to-digital converter.
제 10 항에 있어서,
상기 1차 보정 신호를 출력하는 단계 후,
상기 실시간 기준전압과 상기 기준전압의 차이를 산출하여, 상기 차이가 소정 범위 내에 포함되면, 상기 2차 보정을 수행하지 않고 상기 1차 보정 신호를 상기 출력신호로 출력하고,
상기 차이가 소정 범위를 벗어나는 경우 상기 2차 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치의 보정방법.
According to claim 10,
After outputting the first correction signal,
Calculate the difference between the real-time reference voltage and the reference voltage, and if the difference is within a predetermined range, output the first correction signal as the output signal without performing the second correction,
A correction method of an error correction device for an analog-to-digital converter, characterized in that the secondary correction is performed when the difference is outside a predetermined range.
제 10 항에 있어서,
상기 2차 보정 신호를 출력하는 단계는,
상기 1차 보정 신호와 상기 오프셋을 합산하고, 상기 이득에 따라 신호를 증폭하여 상기 2차 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치의 보정방법.
According to claim 10,
The step of outputting the secondary correction signal is,
A correction method of an error correction device for an analog-to-digital converter, characterized in that the second correction is performed by adding the first correction signal and the offset and amplifying the signal according to the gain.
제 10 항에 있어서,
상기 2차 보정 신호를 출력하는 단계는,
상기 기준전압과 상기 실시간 기준전압의 차이에 따라 상기 오프셋을 설정하는 단계; 및
상기 기준전압으로부터 산출되는 기준 이득과 상기 실시간 기준전압으로부터 산출되는 실시간 이득의 차이에 대응하여 상기 이득을 산출하는 단계; 를 포함하는 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치의 보정방법.
According to claim 10,
The step of outputting the secondary correction signal is,
setting the offset according to the difference between the reference voltage and the real-time reference voltage; and
calculating the gain in response to a difference between a reference gain calculated from the reference voltage and a real-time gain calculated from the real-time reference voltage; A correction method of an error correction device for an analog-to-digital converter including.
제 13 항에 있어서,
상기 이득을 산출하는 단계는,
상기 기준 이득에서 상기 실시간 이득을 뺀 값에 보상 오차율이 0%인 경우의 상수를 더한 후, 상기 상수로 나누어 상기 이득을 산출하는 것을 특징으로 하는 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치의 보정방법
According to claim 13,
The step of calculating the gain is,
A correction method of an error correction device for an analog-to-digital converter, characterized in that the gain is calculated by adding a constant when the compensation error rate is 0% to the value obtained by subtracting the real-time gain from the reference gain, and then dividing by the constant.
제 13 항에 있어서,
상기 기준전압은 상기 아날로그 디지털 컨버터의 에러율이 최소일 때 측정되는 내부 전압을 저장한 값이고,
상기 실시간 기준전압은 동작 중에 주기적으로 실시간 측정되는 것을 특징으로 하는 아날로그 디지털 컨버터를 위한 오차 보정장치의 보정방법.
According to claim 13,
The reference voltage is a value storing the internal voltage measured when the error rate of the analog-to-digital converter is minimum,
A correction method for an error correction device for an analog-to-digital converter, wherein the real-time reference voltage is measured periodically in real-time during operation.
KR1020220046548A 2022-04-14 2022-04-14 Calibration apparatus and method for analog digital converter KR20230147468A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220046548A KR20230147468A (en) 2022-04-14 2022-04-14 Calibration apparatus and method for analog digital converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220046548A KR20230147468A (en) 2022-04-14 2022-04-14 Calibration apparatus and method for analog digital converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230147468A true KR20230147468A (en) 2023-10-23

Family

ID=88508556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220046548A KR20230147468A (en) 2022-04-14 2022-04-14 Calibration apparatus and method for analog digital converter

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230147468A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210100438A (en) 2020-02-06 2021-08-17 삼성전자주식회사 Analog to Digtal Converting Apparatus and Operating Method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210100438A (en) 2020-02-06 2021-08-17 삼성전자주식회사 Analog to Digtal Converting Apparatus and Operating Method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7033071B2 (en) Method and apparatus for correcting sensor signal in temperature
JP4823517B2 (en) Apparatus and method for compensated sensor output
US20070105516A1 (en) Automatic compensation of gain versus temperature
US9651626B2 (en) Electric capacity measurement apparatus with temperature compensation and temperature compensation method thereof
JP4897582B2 (en) Multi-transducer and control method thereof
CN112182493B (en) Analog quantity calibration method, analog quantity calibration device, electronic equipment and storage medium
KR20230147468A (en) Calibration apparatus and method for analog digital converter
JP2009053110A (en) Sensor device
CN113940006B (en) Analog-digital conversion device and control method of analog-digital conversion device
JP6500770B2 (en) Electronic control unit
US11686629B2 (en) Devices and method for calibrating measured values
JP2001174489A (en) Digital voltmeter
JPH11118617A (en) Temperature controller
JP3547614B2 (en) Power supply
JP7111913B1 (en) circuit device
KR20190047556A (en) Autonomic Calibration method in Sensor Measuring Device
JP2005214849A (en) Automatic gain control circuit
WO2021205942A1 (en) Signal processing circuit and load detection device
JP2018115860A (en) Measurement device
JP7495092B2 (en) High frequency output device and high frequency output stabilization method
JP7165574B2 (en) Signal generator and its compensation method for temperature change
US20220291704A1 (en) Current output module
KR200282422Y1 (en) Temperature detection apparatus for compensating for measuring temperature
JP6439865B2 (en) Sensor signal converter and sensor signal conversion method
KR101477895B1 (en) Method for setting offset gain of analog output module