[发明专利]一种具有自动校准功能的模拟量采集电路及其校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种具有自动校准功能的模拟量采集电路。

背景技术

模拟量采集电路是一种将模拟量转变为数字量的电路。现有模拟量采集电路一般采用放大器、模数转换器和主处理芯片的组合，这种电路对于放大器和模数转换器的温漂和零漂没有补偿措施，在常温工作时工作性能尚可，一旦不在常温下工作，那么该种组合的电路采样精度就会下降，无法满足一些高精度采样的要求。

发明内容

本发明的一个目的在于针对现有技术的不足，提供一种自动校准功能的模拟量采集电路，使其可由程序控制对输入的模拟量进行校准，实现高精度、低温漂的采样要求，解决上述背景技术中的不足。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种自动校准功能的模拟量采集电路，包括低通滤波电路，所述低通滤波电路与输入电压连接，用于滤去输入电压的高频噪声；

主处理器，所述主处理器和多路复用器以及模数转换器连接；

多路复用器，所述多路复用器设有三组输入端和一组输出端，第一组输入端与低通滤波电路的输出端连接，第二组输入端接地，第三组输入端一端接电压基准源，另一端接地，所述的多路复用器根据控制端信号从所述三组数据源中切换一组由从输出端输出，所述的多路复用器的控制端与主处理器连接；

电源基准源，所述电源基准源与多路复用器的第三组输入端连接，用于输出一个稳定的电压基准给多路复用器；

差分放大器，所述差分放大器对多路复用器输出的信号进行放大；

模数转换器，模数转换器通过SPI总线与主处理器连接，主处理器通过SPI总线控制模数转换器，完成模数转换工作，模数转换器在数据转换完毕后将数据通过SPI总线反馈给主处理器。所述自动校准功能的模拟量采集电路还包括另一电源基准源，所述电源基准源与模数转换器链接，作为模数转换器的采样电压基准。

本发明的另一目的在于针对现有技术的不足，提供一种自动校准功能的模拟量采集电路的校准方法，使其可由程序控制对输入的模拟量进行校准，实现高精度、低温漂的采样要求，解决上述背景技术中的不足。

一种自动校准功能的模拟量采集电路的校准方法，其特征在于主处理器控制多路复用器的通道在基准源电压信号、地电压信号以及输入电压信号之间切换，定时地将基准源电压和地的电压转换成数字量信号，主处理器将采样到的信号与理论数字量信息进行比较，得出相应的线性校准参数，随后在对输入电压信号进行采样的时候，利用该线性校准参数进行对该数据进行校准。

本发明利用一片电源基准源作为自动校准的基准连接至多路复用器的一个输入口，而需采样电压则连接至多路复用器另外一个输入口，多路复用器可以通过主处理器进行通道切换。主处理器通过SPI总线控制模数转换器进行电平的采样。多路复用器的输出则经过放大处理进入模数转换器进行采样。主处理器控制多路复用器切换至基准源通道对其进行采样，对多路复用器后端的通路进行校准参数的确定，最终就能够利用上述校准参数对需采样电压进行校准。该电路控制处理简单，采样精度高，温漂性能好。本发明的有益效果是：本发明提出的具有自动校准功能的模拟量采集电路，能够，利用高精度低温漂的电压基准源，对放大器和模数转换器所带来的温漂和零漂进行补偿，采用GPIO口和SPI控制，控制简单，采样精度高，温度稳定性好，能够有效提高采样精度，解决现有的技术问题。

附图说明

图1为本发明一种具有自动校准动能的模拟量采样电路的电路图。

图中标号说明如下：

多路复用器U1、主处理器U2、差分放大器U3、高精度低温漂电压基准源U4、电压基准源U5、模数转换器U6、、放大倍数配置电阻Rp1、滤波电容Ca1、Ca2、Cb1和滤波电阻Rk1、Rk2。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。 

多路复用器U1、主处理器U2、差分放大器U3、高精度低温漂电压基准源U4、U5，模数转换器U6、低通滤波电路F1、放大倍数配置电阻Rp1、滤波电容Ca1、Ca2、Cb1和滤波电阻Rk1、Rk2。