[发明专利]一种传感器失调校准方法

说明书

一种传感器失调校准方法，属于模拟集成电路技术领域。基于由粗校准模块、细校准模块、ADC和逻辑模块构成的校准系统，通过多次粗校准和细校准产生最终的粗校准码和细校准码，其中每一次校准时，将待校准的失调电压经过校准系统得到ADC的输出码，并将每一次得到的ADC的输出码通过逻辑模块产生每一次的粗校准码和细校准码反馈回校准系统得到更精确的粗校准码和细校准码；最后根据最终的粗校准码和细校准码得到校准失调电压，将待校准的失调电压减去产生的校准失调电压即完成失调电压的校准。本发明可以有效的消除失调电压，提高系统精度，可以适用于压力传感器的读出电路。

技术领域

本发明属于模拟集成电路技术领域，具体涉及一种传感器失调校准方法，可以适用于压力传感器读出电路。

背景技术

传统的压力传感器通常为压阻式结构，如图1所示为典型的如惠斯通电桥，每一行有两个串联的电阻构成的串联结构，串联结构的两端分别连接电源电压AVDD与电源地GND，这两个电阻大小均为R，因此两个电阻之间的电压Va或Vb为共模电压，并且相邻两行两电阻之间的电压值也相同。即：

当传感器受到外界压力时，在压力的作用下，受到压力的电阻的阻值会发生变化，并且不同大小的压力会使电阻阻值发生不同程度的变化，因此相邻两行两电阻之间会产生电压差，并且跟压力的大小呈现相关性，因此可以通过检测Va与Vb之间的差分电压信号，来实现压力的检测。通常情况下，传感器的读出电路是通过可编程增益运算放大器PGA和模数转换器ADC，进行放大和量化。

但是这种结构有着非常严重的失调问题，因为工艺的限制，电阻很难做到严格的大小相等，通常会产生一定的失配，从而使得在没有压力的情况下，Va与Vb之间仍然有电压差，即失调电压。如果这个失配很大，有可能会导致失调电压直接淹没包含压力信息的电压值信号；或者由于读出电路需要进行放大，而失调电压会参与放大，因此会导致运放失真或者ADC输入达到满偏，不能够正常量化，因此必须对失调电压进行校准。

发明内容

针对如压力传感器等器件存在的失调问题，本发明提出一种传感器的失调校准方法，具有高精度、低噪声、对时序要求较低等特点，可应用于电压读出电路等模拟前端电路系统中。

本发明的技术方案为：

一种传感器失调校准方法，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：