[发明专利]一种基于虚拟仪器的数模转换器自动修调系统及修调方法

说明书

本发明涉及一种基于虚拟仪器的数模转换器自动修调系统及修调方法，修调系统包括电源、码型发生器、万用表、待修调DAC评估板、上位机；待修调DAC评估板包括待修调DAC芯片、晶振、时钟源芯片、基准源电路、继电器。该修调方法通过上位机控制码型发生器产生修调DAC芯片需要的数据码，在上位机控制下采集DAC芯片输出的电压，根据采集到的输出电压计算修调码，通过码型发生器将修调码反馈到DAC对应的修调寄存器，从而实现修调，并通过计算需要施加修调电压的归一化均方差来判断修调效果，直到满足修调要求，本发明能有效地提高数模转换器精度和线性度。

技术领域

本发明涉及一种高精度数模转换器技术领域，具体涉及一种基于虚拟仪器的高精度数模转换器的自动修调系统及修调方法。

背景技术

数模转换器(简称DAC)作为连接数字信号与模拟信号的关键元件，在无线电、数字通信、仪器仪表、自动控制、雷达、天线等诸多领域都有着广泛的应用。该元件的性能与精度直接决定了上述产品的质量。

当前的高速高精度DAC为了提高芯片精度和性能多采用高位温度计码与低位二进制码相结合的分段电流舵结构，这种结构一定程度上提高了电路的性能，但是仍然没有办法解决由于元件不一致导致的芯片线性度不高的问题。

传统的数模转换器修调系统除了需要借助过多的外围设备之外，有时修调的操作过程还需要人工参与，难以实现自动化，且传统的数模转换器修调方法多采用芯片线性误差指标作为评价指标，导致整个修调时间过长，给系统带来了较大的不确定性。

发明内容

本发明的技术针对现有技术的缺陷与不足，提供一种基于虚拟仪器的数模转换器自动修调系统及修调方法，能够有效地降低数模转换器的线性误差。

本发明的技术解决方案是：

一种基于虚拟仪器的数模转换器自动修调系统，包括电源、码型发生器、万用表、DAC评估板、上位机；DAC评估板包括待修调DAC芯片、晶振、时钟源芯片、基准源电路以及继电器；

DAC评估板上晶振与时钟源芯片连接，用于给时钟源芯片提供参考时钟，时钟源芯片与待修调DAC芯片连接，用于为待修调DAC芯片提供工作时钟，基准源电路与待修调DAC芯片连接，用于提供基准电压，评估板上继电器输入端连接待修调DAC芯片的多个模拟输出通道，继电器输出端连接万用表；

电源采用可编程的NI板卡，用于为DAC评估板供电，且通过上位机实现电源控制；

码型发生器采用NI板卡，用于产生SPI控制码、继电器控制码、DAC数字码以及修调码；

万用表采用NI板卡，用于采集DAC输出电压；

上位机通过码型发生器与待修调DAC芯片的SPI接口以及数据接口进行连接，控制码型发生器产生SPI控制码，用于配置待修调DAC芯片的工作模式，检测DAC芯片寄存器读写功能是否正常；

DAC评估板上，待修调DAC芯片的模拟输出端与继电器的输入端进行连接，实现通道切换；

上位机通过万用表与继电器输出端进行连接，通过万用表采集待修调DAC芯片转换出来的电压；

所述的上位机能够控制码型发生器产生相应数据码向待修调DAC芯片写入数据，并且控制万用表采集待修调DAC芯片的输出电压，所述的待修调DAC芯片的输出电压包括低分段二进制译码控制的总电压、中分段二进制译码控制的每一位MSB电压以及高分段温度计译码控制的每位电压；

上位机根据采集到的上述电压计算出修调参考电压以及最低有效位电压，根据修调参考电压计算出需要施加的修调电压以及修调码，据此控制码型发生器产生修调码对DAC芯片进行修调，之后重新测量DAC芯片修调后的修调参考电压以及最低有效位电压，根据需要施加的修调电压的均方差来判断修调效果。