[发明专利]消除两路相互正交信号非理想性的后台校准方法及系统

说明书

本发明揭示一种消除两路相互正交信号非理想性的后台校准方法及系统，所述后台校准方法包括：步骤S1、利用正交信号之间的相位关系，得到两路正交信号的波峰及波谷；步骤S2、根据步骤S1获取的两路正交信号的波峰及波谷，计算出直流失调误差和幅值失配误差；步骤S3、将步骤S2获取的直流失调误差和幅值失配误差通过插值算法实时补偿到信号处理链路中。本发明揭示的消除两路相互正交信号非理想性的后台校准方法及系统，可对直流失调误差、幅值失配误差进行实时监测、实时消除。

技术领域

本发明属于磁传感器技术领域，涉及一种信号校准方法，尤其涉及一种消除两路相互正 交信号非理想性的后台校准方法及系统。

背景技术

磁传感器是把磁场、电流、应力应变、温度、光等外界因素引起敏感元件磁性能变化转 换成电信号，以这种方式来检测相应物理量的器件。磁传感器的应用十分广泛，已在国民经 济、国防建设、科学技术、医疗卫生等领域都发挥着重要作用。其中角度传感器、编码器等 产品是磁传感技术的重要组成部分，在汽车工业中有着广泛的应用，包括节气门控制、动力 系统以及车身控制等。

图1所示为基于磁传感技术的角度传感器的典型系统框图，其中：磁敏单元-X和磁敏单 元-Y为两个相互正交的惠斯通电桥，分别用来检测X方向和Y方向的磁场强度，并转化为电 压或电流信号(Vx/Vy)；然后将信号经过放大、滤波(Vxp/Vyp)、模数转换(Dx/Dy)，送入数 字信号处理单元(DSP)；DSP根据Dx/Dy的值,计算出磁场角度。根据磁敏单元的物理特性， 可以得到如下表达式：

其中，α为待测角度，θ为实测角度。

在实际应用过程中，磁敏单元和信号处理电路的参数(如灵敏度、失调、一致性等)受 制造工艺波动、应用环境变化、老化等影响，会产生非理想效应。如下：

其中，b_x、b_y为直流失调误差(DC offset)，k为幅值失配误差(amplitudemismatch)。 通过简单的数学推导，可以得出当这三个误差存在时，利用公式(2)计算出的角度值θ与实 际的角度值α比较的误差e可以用公式(4)来近似表达。

这个误差会导致该角度传感器存在一致性差、温漂大、可靠性差等不足，最终影响产品在 客户端的应用。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种角度传感器信号处理方式，以便克服现有角度传感器 存在的上述缺陷。

发明内容

本发明提供一种消除两路相互正交信号非理想性的后台校准方法及系统，可对直流失调 误差、幅值失配误差进行实时监测、实时消除。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，采用如下技术方案：

一种消除两路相互正交信号非理想性的后台校准方法，所述后台校准方法包括：

步骤S1、利用正交信号之间的相位关系，得到两路正交信号的波峰及波谷；

步骤S2、根据步骤S1获取的两路正交信号的波峰及波谷，计算出直流失调误差和幅值失 配误差；

步骤S3、将步骤S2获取的直流失调误差和幅值失配误差通过插值算法实时补偿到信号处 理链路中。

作为本发明的一种实施方式，所述步骤S1中，获取三组相邻的采样点，分别为第一采样 点、第二采样点、第三采样点，第一采样点的坐标为(x1,y1)，第二采样点的坐标为(x2,y2)， 第三采样点的坐标为(x3,y3)：

若三组相邻采样点同时满足公式(5)中两个条件，得到X轴信号的波谷为x_min＝x2；