[发明专利]一种模拟信号采集编码设备输出数字量标定方法

说明书

本发明公开了一种模拟信号采集编码设备输出数字量标定方法，属于模拟信号的采集与变换技术领域。本发明首先对模拟信号采编设备输入接口电路中的每一路模拟量采集输出信号进行输出数字量标定，拟合出修正方程；然后对相同幅度的不同模拟量信号，确定归一化转换方程；再在数字信号处理电路中增加配置文件，使得每一路数字量输出前，读取数字信号处理电路中的配置参数，将要输出的数字量进行转换，最终通过归一化转换方程实现输出数字量标定。本方法在不改变硬件性能的情况下，通过软件实现了转换公式统一，大幅节约了设备硬件成本。

技术领域

本发明属于模拟信号的采集与变换技术领域，涉及一种模拟信号的采集编码方法，特别涉及采集路数较多且输出的数字量结果一致性要求较高的采集编码设备或系统。

背景技术

在现代有线或无线通信系统中，模拟信号直接传输的效率很低，一般通过模拟信号采集编码设备对模拟信号进行采集、量化和编码后，转化为数字信号进行输出。

模拟信号采集编码设备一般由电源电路、信号输入接口电路、信号隔离电路、数字信号处理电路(MCU)和RS422输出接口构成。其原理框图如图1所示。

其中信号输入接口电路主要是将不同幅度的输入电压统一变换到信号隔离芯片及ADC采样芯片能够接受的电压范围。一般使用差分放大电路实现，原理图如图2所示。将电路并联排布，通过调整R16和R8的阻值，即可以实现不同幅度多路输入信号的统一幅度输出。

但是在图2所示电路中，由于电阻值存在一定的误差范围(工业级电阻一般在1％以内)。导致电压相同的输入信号经过输入接口电路后，输出的电压值会有较大变化。变换后的电压经过隔离、采样、编码输出后，输出值与真实值也会存在一定差距。

为了减小这种误差，一般采用输出标定的方法，对每一路模拟量信号都重新拟合一个修正方程，即Y＝A_nX+B_n(其中，Y为输入电压值，X为输出数字量，n为模拟量采集路号，n＝1、2…)。但是，由于R8、R16电阻值的差异，对于不同的n，An和Bn都不相同。这就使得使用者必须根据不同的模拟量路号配置不同的转换方程，为使用带来很大麻烦。

现有的解决方法一般是使用更高精度的电阻(千分之一以内)。可以将输出误差降低到可忽略的程度。但是使用更高精度的电阻会使元器件价格指数级增长，造成较大的成本压力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种能够将相同幅值的模拟量信号按照统一方程归一化采集输出数字量的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种模拟信号采集编码设备输出数字量标定方法，包括如下步骤。

步骤1：对模拟信号采编设备输入接口电路中的每一路模拟量采集输出信号进行输出数字量标定，拟合出修正方程Y＝A_nX_before+B_n，其中，Y为输入电压值，X为输出数字量，n为模拟量采集路号，n＝1、2…；

步骤2：对于相同幅度的不同模拟量信号，确定归一化转换方程Y＝A₀X_after+B₀；

步骤3：在数字信号处理电路中增加配置文件，使得每一路数字量输出前，读取数字信号处理电路中的配置参数，将要输出的数字量X_before按照以下公式进行转换，

步骤4：所述步骤3完成转换后，按照步骤2归一化转换方程实现输出数字量标定。

有益效果