[发明专利]一种传感器失调校准方法

权利要求书

1.一种传感器失调校准方法，其特征在于，所述失调校准方法基于校准系统，

所述校准系统包括粗校准模块、细校准模块、ADC和逻辑模块，所述粗校准模块包括第一粗校准DAC、第二粗校准DAC、第一运算放大器和第二运算放大器，所述细校准模块包括细校准DAC和第三运算放大器；

所述逻辑模块的输入端连接所述ADC的输出端，用于根据所述ADC的输出码产生粗校准码DAIN和细校准码DBIN；

所述细校准DAC的输入端连接所述细校准码DBIN，其输出端连接所述第三运算放大器的第一输入端；

所述第三运算放大器的第二输入端连接共模电压，其输出端连接所述ADC的输入端；

所述第一粗校准DAC和第二粗校准DAC的输入端连接所述粗校准码DAIN或均接0；

所述第一运算放大器的输入端连接待校准的失调电压，其输出端连接所述第二运算放大器的第一输入端；

所述第二运算放大器的第二输入端连接所述第一粗校准DAC和第二粗校准DAC的输出端，其输出端连接所述第三运算放大器的第一输入端；

所述失调校准方法包括如下步骤：

a、进行多次粗校准并得到每一次的粗校准码，取最后一次粗校准得到的粗校准码为最终的粗校准码DAIN_final，其中进行第i次粗校准得到第i次的粗校准码DAIN(i)的具体步骤如下，i为正整数：

a1、设置所述第一运算放大器、第二运算放大器和第三运算放大器的放大倍数，第一次粗校准时将所述第一运算放大器、第二运算放大器和第三运算放大器的放大倍数调整至最小，随后每一次粗校准时增大上一次粗校准时所述第一运算放大器、第二运算放大器和第三运算放大器的放大倍数；

a2、将所述失调电压经过所述校准系统得到第i次粗校准时所述ADC的输出码DOUT_Ai，其中第i次粗校准时所述细校准DAC的输入端连接细校准码的初始值DBIN(0)＝2^P-1，P为所述细校准DAC的输入比特数；

第一次粗校准时所述第一粗校准DAC和第二粗校准DAC的输入端均连接粗校准码的初始值DAIN(0)＝2^N，N为所述第一粗校准DAC和第二粗校准DAC的输入比特数；

第i次粗校准时根据第i-1次粗校准得到的所述ADC的输出码DOUT_A(i-1)决定所述第一粗校准DAC和第二粗校准DAC的输入码，具体为：

当第i-1次粗校准得到的所述ADC的输出码DOUT_A(i-1)最高位有效时，所述第一粗校准DAC的输入端连接第i-1次粗校准得到的粗校准码DAIN(i-1)，所述第二粗校准DAC的输入端均接0；

当第i-1次粗校准得到的所述ADC的输出码DOUT_A(i-1)最高位无效时，所述第二粗校准DAC的输入端连接第i-1次粗校准得到的粗校准码DAIN(i-1)，所述第一粗校准DAC的输入端均接0；

a3、将步骤a2得到的第i次粗校准时所述ADC的输出码DOUT_Ai带入到公式(1)中得到第i次的粗校准码DAIN(i)；

其中V_{full_coarse}为所述第二运算放大器第二输入端的输入信号电压摆幅，V_{adc_full}为所述ADC输入信号的电压摆幅，GainB_Ai为第i次粗校准时所述第二运算放大器的增益，GainC_Ai为第i次粗校准时所述第三运算放大器的增益，M为所述ADC的输出比特数；

b、进行多次细校准并得到每一次的细校准码，取最后一次细校准得到的细校准码为最终的细校准码DBIN_final，其中进行第j次细校准得到第j次的细校准码DBIN(j)的具体步骤如下，j为正整数：

b1、设置所述第一运算放大器、第二运算放大器和第三运算放大器的放大倍数，第一次细校准时增大最后一次粗校准时所述第一运算放大器、第二运算放大器和第三运算放大器的放大倍数，随后每一次细校准时增大上一次细校准时所述第一运算放大器、第二运算放大器和第三运算放大器的放大倍数；

b2、将所述失调电压经过所述校准系统得到第j次细校准时所述ADC的输出码DOUT_Bj，其中第j次细校准时所述细校准DAC的输入端连接第j-1次细校准得到的细校准码DBIN(j-1)，第一次细校准时所述细校准DAC的输入端连接所述细校准码的初始值DBIN(0)；

所述第j次细校准时所述第一粗校准DAC和第二粗校准DAC的输入码根据第j-1次细校准时所述ADC的输出码DOUT_B(j-1)决定，第一次细校准时所述第一粗校准DAC和第二粗校准DAC的输入码根据最后一次粗校准时所述ADC的输出码DOUT_Afinal决定，具体为：

当第j-1次细校准得到的所述ADC的输出码DOUT_B(j-1)或最后一次粗校准得到的所述ADC的输出码DOUT_Afinal的最高位有效时，所述第一粗校准DAC的输入端连接所述最终粗校准码DAIN_final，所述第二粗校准DAC的输入端均接0；

当第j-1次细校准得到的所述ADC的输出码DOUT_B(j-1)或最后一次粗校准得到的所述ADC的输出码DOUT_Afinal的最高位无效时，所述第二粗校准DAC的输入端连接所述最终粗校准码DAIN_final，所述第一粗校准DAC的输入端均接0；

b3、将步骤b2得到的第j次细校准时所述ADC的输出码DOUT_Bj带入到公式(2)中得到第j次细校准的细校准码DBIN(j)：

其中V_{full_fine}为所述细校准DAC输出信号的电压摆幅，GainC_Bj为第j次细校准时所述第三运算放大器的增益；

c、增大所述第一运算放大器、第二运算放大器和第三运算放大器的放大倍数，将所述失调电压经过所述校准系统得到的所述ADC的输出码即为校准失调电压，其中所述细校准DAC的输入码设置为所述最终细校准码DBIN_final；

所述第一粗校准DAC和第二粗校准DAC的输入码根据最后一次细校准得到的所述ADC的输出码DOUT_Bfinal决定，具体为：

当最后一次细校准得到的所述ADC的输出码DOUT_Bfinal的最高位有效时，所述第一粗校准DAC的输入端连接所述最终粗校准码DAIN_final，所述第二粗校准DAC的输入端均接0；

当最后一次细校准得到的所述ADC的输出码DOUT_Bfinal的最高位无效时，所述第二粗校准DAC的输入端连接所述最终粗校准码DAIN_final，所述第一粗校准DAC的输入端均接0；

d、将所述失调电压减去所述校准失调电压。