[发明专利]SoC芯片及其运放失调电压的补偿方法和补偿装置

说明书

技术领域

    本发明涉及SoC（System on Chip）芯片，特别涉及SoC芯片中运算放大器失调电压的补偿方法和补偿装置，并涉及采用这种补偿装置的SoC芯片。

背景技术

工业控制电路中经常会使用运算放大器（AMP）把小信号放大，然后将放大的信号进行模拟/数字转换（ADC），把转换后的数字信号送微处理器（MCU）运算使用，通常还会把这些器件集成到一个芯片中，加上控制软件形成SoC芯片，如图1所示为一种典型的SoC芯片。

在实际制造中，因为成本的原因，运算放大器的输入总是存在一个失调电压，这个电压叠加在输入信号上，就给整个电路运算带来了误差。例如：假设运算放大器的放大倍数为K，输入信号的电压为Vin，理论计算经过运算放大后的输出电压值应该为K×Vin，但是，当运算放大器存在输入失调电压Vos，该输入失调电压会叠加到输入信号上，这时运算放大器的实际输出电压值Vout为：Vout=K×（Vin+Vos）=K×Vin + K×Vos，也就是信号被放大后多出了一个误差值，该误差值的大小为K×Vos = Vout- K×Vin 。

为减小因运算放大器的输入失调电压引起的误差，通常的做法是：在制造中尽量改进生产，提高精度，以减少运算放大器的输入失调电压，但是随着精度的提高芯片的成本会升高，考虑到成本压力，实际的做法是在可容忍的误差和成本范围中进行权衡，大部分的产品都遗留了一些误差。

发明内容

本发明旨在提供一种SoC芯片中运算放大器失调电压的补偿方法，以较低的成本消除因SoC芯片中运算放大器的输入失调电压引起的误差。

本发明SoC芯片中运算放大器失调电压的补偿方法，包括：

获取SoC芯片中运算放大器的失调电压误差；

将所述失调电压误差预置于所述SoC芯片中；以及

用所述失调电压误差修正所述运算放大器放大后的信号。

优选地，所述失调电压误差为数字失调电压误差，对应地，实现所述修正的方法为减法运算。

优选地，所述数字失调电压误差的获取方法包括：

设定所述运算放大器的放大倍数并接入输入信号，测量该运算放大器此时的实际输出电压值，并计算理论输出电压值；

计算所述实际输出电压值和所述理论输出电压值的差值D；以及

通过公式ADos=2ⁿ×(D/b)得到数字失调电压误差，其中，ADos表示数字失调电压误差，n和b分别为SoC芯片中连接在MCU和所述运算放大器之间的模数转换器的转换精度和参考电压。

优选地，所述修正由所述SoC芯片自身的MCU完成。

本发明还提供了一种SoC芯片中运算放大器失调电压的补偿装置，该补偿装置包括设置于该SoC芯片中的

存储单元，用于预置所述运算放大器的失调电压误差； 

用所述失调电压误差实现修正运算的修正单元；以及

处理单元，用于采样所述运算放大器放大后的信号和调用所述修正单元修正采样值。

优选地，所述处理单元为所述SoC芯片自身的MCU。

优选地，所述存储单元为所述MCU的内部存储单元。

优选地，所述修正单元设置于所述MCU内。

优选地，所述失调电压误差为数字失调电压误差，对应地，所述修正运算为减法运算。

本发明还提供了一种SoC芯片，该SoC芯片包括运算放大器，其特征在于：该SoC芯片还包括上述任意一种补偿装置。

与现有技术相比，本发明补偿方法和补偿装置，用预置的失调电压误差和修正运算消除因SoC芯片中运算放大器的输入失调电压引起的误差，能够有效提高SoC芯片的处理精度，而且不会导致SoC芯片的制造成本有较大升高。

附图说明

图1为一种典型的SoC芯片的原理框图。

图2为本发明一些实施例中的SoC芯片的原理框图。

图3为本发明一些实施例中构造的获取失调电压误差的电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。