[发明专利]一种供电和调谐电源装置的校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及电源领域，特别涉及一种供电和调谐电源装置的校准方法。

背景技术

电源装置主要用于对被测设备进行供电。在航空、航天和高速数字通信行业中，需要宽范围高精度的电源装置对VCO、YTO等调谐振荡器件进行供电。在测量VCO、YTO振荡器输出频率、功率、相位噪声指标时，要求供电模块具有较高的电压输出范围和输出分辨率。

传统方式的电源经过DC-DC模块转换后，通过调节模转换DAC改变输出电压，在设置DAC值时，DAC参数值只能精确到整数，小数范围内的设置不会有效，这样会损失小数部分，造成调节电压的舍入误差。另一方面，对于大的动态范围的电压输出，例如从负的几十伏到正的几十伏电压输出，DAC的非一致性也会导致测量误差。这种方式并不能保证测量精度，因此对于电压指标要求较高的场合并不能满足要求。

为了提高输出电压的准确度，常常需要对电源装置进行校准。校准过程中，校准装置需要外接电压表或者六位半电压计等测量仪器监测电压装置的输出电压。校准分为手动校准和自动校准两种方式。

采用手工的方式进行校准时，一般是按照电压输出的范围，选择电压输出的两个端点，不断调节数模DAC值，直到输出电压满足目标值。这时，记录下两个端点的DAC值和电压值，输出电压按照线性关系计算DAC值调节电压输出，使其满足指标要求。

采用手工的方式进行校准，首先，这种方式当校准点较多时，会增加工作量。其次，实际上电压值和实际的DAC参数之间并不是严格的满足线性关系，以线性方式进行的校准，并不能满足电压输出的准确度要求。

另一种校准方法是自动校准，即采用程控的方式由计算机、电源装置、电压测量通过电缆连接起来，这种方相对于手动校准，减轻了工作量，但是在校准设备上，需要额外的增加电压测量装置，在没有开机或者装置封闭的情况下，就无法实施正常的校准。

传统方法设置数模转换DAC调节输出电源电压，这种方法认为电压输出和DAC值满足一定的线性关系，而在实际上由于电压输出的范围和环境的变化，这种线性关系并不严格成立。这种方法对于电压输出分辨率较高的场合不能满足准确度要求。

采用手动校准的方式调节输出电压，这种方式工作量大，并且校准过程容易出错，如果当电源装置批量生产的时候，手动校准费时费力。

在通过DAC校准输出电压时，往往需要外置一个电压测量装置，如万用表或者六位半电压计。这种方式在校准时会额外增加测量仪器，增加了成本，且外置装置测量电压时，由于外置设备的分压，导致测量电压不准确，直接影响校准的准确度。

发明内容

为解决上述现有技术的不足，本发明提出了一种供电和调谐电源装置的校准方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种供电和调谐电源装置的校准方法，校准系统包括供电和调谐电源装置、计算机、程控多路开关，在电源装置内置AD电压采集模块，采用两级数模转换DAC组合调节电源输出电压，通过粗调DAC调节电压输出范围，通过精调DAC进行舍入误差补偿；

校准过程中将电压输出划分为多个输出范围，每一范围内进行分别校准；通过校准多个点得到电压、粗调DAC值N1、精调DAC值N2的数组{Vi，N1i，N2i}，采用切比雪夫曲线拟合，可以得到一个曲线方程，通过曲线方程设置计算DAC值。

可选地，在曲线拟合过程中，单点采集采用两级DAC组合调节，两级DAC分别采用一个粗调DAC和一个精调DAC组合；粗调DAC处于主导地位，精调DAC是在粗调DAC的基础上对粗调DAC的舍入误差进行补偿。

可选地，粗调DAC计算流程具体如下：

步骤(11)，要求输出的电压参数为V，首先校准粗调DAC，在校准之前先固定精调DAC值记为一固定值ExactN；

步骤(12)，设粗调DAC校准电压分别为V_1校，校准时调整粗调DAC，当输出电压约等于V_1校时，记下DAC值CoarN1和对应的实际电压值CoarV1；

步骤(13)，设粗调DAC校准电压分别为V_2校，校准时调整粗调DAC，当输出电压约等于V_2校时，记下DAC值CoarN2和对应的实际电压值CoarV2；

步骤(14)，按照CoarV1、CoarV2、CoarN1、CoarN2的线性关系计算粗调DAC值为N1，N1＝(V-CoarV1)*(CoarN2-CoarN1)*(CoarV2-CoarV1)+CoarN1。

可选地，精调DAC计算流程具体如下：