CN103051339A - 一种ad采样值校正方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明适用于电子技术领域，提供了一种AD采样值校正方法及***，所述方法包括：获取每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系，及模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系；根据所述每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系，及模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系，生成每一采样区间的实际AD采样值与理论AD采样值的补偿关系；根据所述补偿关系，对与所述补偿关系对应的实际AD采样曲线的实际AD采样值进行校正。本发明实现可以得到精度较高的AD采样值，很好的改善了AD采样精度，从而得到精度较高的后续处理结果。

Description

一种AD采样值校正方法及***

技术领域

本发明属于电子技术领域，尤其涉及一种AD采样值校正方法及***。

背景技术

AD转换就是模数转换，就是把模拟信号转换成数字信号，模拟信号可以是电压、电流等电信号，也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号，但在A/D转换前，输入到A/D转换器的输入信号必须经各种传感器把各种物理量转换成电压信号。

AD采样的精度对一个控制***的性能有着至关重要的作用，在实际应用中，由于技术等因数的制约，通常主控制芯片采样的AD采样值与理论值存在一定的偏差，AD采样值与理论值存在三种关系：AD采样值整体偏小于理论值、AD采样值整体偏大于理论值、AD采样值在理论值附近上下波动，这种AD采样偏差会使后续处理过程也产生偏差，多级偏差的累计会影响处理结果的精度，因此，为了获得更高精度的AD值，需要对采样的AD采样值进行处理。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种AD采样值校正方法及***，旨在解决现有技术AD采样偏差会使后续处理过程也产生偏差，多级偏差的累计会影响处理结果的精度的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明实施例是这样实现的，一种AD采样值校正方法，将模拟输入电压值分成多个采样区间，根据所述多个采样区间，将理论AD采样直线和实际AD采样曲线划分成多段，假设每段内的实际AD采样曲线为线性直线，所述方法包括：

获取每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系，及模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系；

根据所述每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系，及模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系，生成每一采样区间的实际AD采样值与理论AD采样值的补偿关系；

根据所述补偿关系，对与所述补偿关系对应的实际AD采样曲线的实际AD采样值进行校正。

本发明实施例还提供了一种AD采样值校正***，将模拟输入电压值分成多个采样区间，根据所述多个采样区间，将理论AD采样直线和实际AD采样曲线划分成多段，假设每段内的实际AD采样曲线为线性直线，所述***包括：

第一获取单元，用于获取每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系；

第二获取单元，用于获取每一采样区间内的模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系；

生成单元，用于根据所述每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系，及模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系，生成每一采样区间的实际AD采样值与理论AD采样值的补偿关系；

校正单元，用于根据所述补偿关系，对与所述补偿关系对应的实际AD采样曲线的实际AD采样值进行校正。

本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括所述AD采样值校正***。

本发明实施例与现有技术相比，有益效果在于：通过将理论AD采样直线和实际AD采样曲线划分成多段，假设每段内的实际AD采样曲线为线性直线，根据所述每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系，及模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系，生成每一采样区间的实际AD采样值与理论AD采样值的补偿关系，根据所述补偿关系，对与所述补偿关系对应的实际AD采样曲线的实际AD采样值进行校正，实现可以得到精度较高的AD采样值，很好的改善了AD采样精度，从而得到精度较高的后续处理结果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的AD采样值校正方法的实现的流程图；

图2是本发明实施例二提供的AD采样值校正方法的模拟输入电压值与AD采样值的对应关系的示意图；

图3是本发明实施例二提供的模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系的示意图；

图4是本发明实施例二提供的实际AD采样值与理论AD采样值对应关系的示意图；

图5是本发明实施例二提供的实际AD采样值与校准输出实际AD采样值的对应关系的示意图；

图6是本发明实施例三提供的本发明实施例三提供的AD采样值校正***的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种AD采样值校正方法，将模拟输入电压值分成多个采样区间，根据所述多个采样区间，将理论AD采样直线和实际AD采样曲线划分成多段，假设每段内的实际AD采样曲线为线性直线，所述方法包括：

获取每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系，及模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系；

根据所述每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系，及模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系，生成每一采样区间的实际AD采样值与理论AD采样值的补偿关系；

根据所述补偿关系，对与所述补偿关系对应的实际AD采样曲线的实际AD采样值进行校正。

本发明实施例还提供了一种AD采样值校正***，将模拟输入电压值分成多个采样区间，根据所述多个采样区间，将理论AD采样直线和实际AD采样曲线划分成多段，假设每段内的实际AD采样曲线为线性直线，所述***包括：

第一获取单元，用于获取每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系；

第二获取单元，用于获取每一采样区间内的模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系；

生成单元，用于根据所述每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系，及模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系，生成每一采样区间的实际AD采样值与理论AD采样值的补偿关系；

校正单元，用于根据所述补偿关系，对与所述补偿关系对应的实际AD采样曲线的实际AD采样值进行校正。

本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括所述AD采样值校正***。以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述：

实施例一

图1示出了本发明实施例一提供的AD采样值校正方法的实现的流程图，将模拟输入电压值分成多个采样区间，根据所述多个采样区间，将理论AD采样直线和实际AD采样曲线划分成多段，假设每段内的实际AD采样曲线为线性直线，所述方法详述如下：

在S101中，获取每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系，及模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系；

在S102中，根据所述每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系，及模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系，生成每一采样区间的实际AD采样值与理论AD采样值的补偿关系；

本实施例中，获取每一采样区间内的模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系具体可以采用以下方式：

1、对每一采样区间的起点和终点的输入电压值进行多次AD采样，计算起点AD采样的平均值和终点AD采样的平均值；

2、根据所述点AD采样的平均值和终点AD采样的平均值，获取模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系。

通过对每一采样区间的起点和终点输入电压值进行多次AD采样，以求得起点AD采样的平均值和终点AD采样的平均值，可以有效消除采用过程中的产生的误差，从而得到准确的模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系。

在S103中，根据所述补偿关系，对与所述补偿关系对应的实际AD采样曲线的实际AD采样值进行校正。

本实施例中，将理论AD采样直线和实际AD采样曲线划分成多段，假设每段内的实际AD采样曲线为线性直线，根据所述每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系，及模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系，生成每一采样区间的实际AD采样值与理论AD采样值的补偿关系，根据所述补偿关系，对与所述补偿关系对应的实际AD采样曲线的实际AD采样值进行校正，实现可以得到精度较高的AD采样值，很好的改善了AD采样精度，从而得到精度较高的后续处理结果。

实施例二

本实施例中，所述每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系可以为：

所述每一采样区间内的模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系可以为：

所述根据所述每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系，及模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系，生成每一采样区间的实际AD采样值与理论AD采样值的补偿关系可以为：

上述公式中，n为每一采样区间的起点序号，n+1为每一采样区间的终点序号，V_n和V_(n+1)表示采样区间起点和终点的模拟输入电压，AD_理论[n]表示采样V_n电压的理论AD采样值，AD_理论[n+1]表示采样V_(n+1)电压的理论AD采样值；AD_实际[n]表示采样V_n电压的实际AD采样值，AD_实际[n+1]表示采样V_(n+1)电压的实际AD采样值，以下公式中采用相同的表达方式。

此时AD采样值校正方法的具体过程为：请参阅图2，其中，横坐标为模拟电压输入值，纵坐标为AD采样值，虚线表示理论AD采样直线，实线表示实际AD采样曲线，Vf为电压参考值，假设参考电压值Vf对应的采样值为4096，选取一个采样区间Vn到V(n+1)，并且假设该段为线性直线。

在Vn到V(n+1)段中，模拟输入电压与理论AD采样值的数学关系为：

在Vn到V(n+1)段中，模拟输入电压与实际AD采样值的数学关系为：

由上述公式(1)和(2)可以看出，实际AD采样值与理论AD采样值存在一定的偏差，为了得到更接近理论值的AD采样值，需要对实际AD采样值进行校正处理。因此，选取实际AD采样值的AD_实际[n]和AD_实际[n+1]，与理论AD采样值的AD_理论[n]和AD_理论[n+1]建立数学关系，目的是将实际AD采样值校正为理论AD采样值，以消除偏差。由公式(1)和公式(2)，可得到实际AD采样值与理论AD采样值的补偿关系为：

通过此公式(3)对V_n到V_(n+1)段内的实际AD采样曲线的实际AD采样值进行校正，消除了实际AD采样值与理论AD采样值的偏差，得到准确的实际AD采样值。

以下通过具体的实现示例对AD采样值校正方法进行说明，但不以本实现示例的情况为限：

由于AD采样得到的结果为曲线关系，因此对实际AD采样曲线进行分段处理，从理论上说，对实际AD采样曲线分的段数越多，实际AD采样值校正的结果越好，就越接近理论AD采样值，但此时校正过程也会花费更多的时间。因此，在实际应用中，可以根据整个AD采样所在的***的性能，确定将实际AD采样曲线分成多少段，本实现示例中，以将实际AD曲线分为32段为例，分别对每段AD采样值的校正过程进行说明：

请参阅图3，其中，坐标为模拟电压输入值，纵坐标为AD采样值，将模拟输入电压值等分为33个基准点：0，Vf/32，Vf*2/32，Vf*3/32......Vf，其中，Vf为电压参考值，对每个基准点对应的模拟电压值进行AD采样，由于每个基准点的AD采样值的准确性对于整个校正过程起着决定性作用，因此，对每一基准点电压进行多次AD采样并求平均AD采样值，将求得的AD采样平均值作为基准点的模拟输入电压值对应的AD采样值，则按照相同的方法可以得到33个基准点的模拟输入电压对应的33个AD采样值，将相邻两个基准点的模拟输入电压值作为一个采样区间，则根据每一采样区间的起点坐标和终端坐标，可以获取每一采样区间内的模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系。

另外，每一采样区间内，基准点的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系是固定不变的，由公式(3)可知，需要将理论AD采样值和实际AD采样值建立关系，才能得到校正结果，则将图3中33个基准点的模拟输入电压对应的实际AD采样值与理论AD采样值建立对应关系后，即得到32段直线，请参阅图4，其中，每一段都有各自的函数关系，即不同的实际AD采样值调用不同的函数关系，根据所述对应关系，可以得到校正后的实际AD采样值。

以下通过具体的实现示例对AD采样值校正方法的实际软件实现过程中进行说明，但不以本实现示例的情况为限，请参阅图5：仍然以将实际AD曲线分为32段为例假设参考电压值Vf对应的采样值为4096，则在输入端实际AD采样值理想情况下，经等分32断后，相邻两段的差值为128，在输入端两个相邻的理想值的范围内(即128的宽度范围)，实际AD采样值可能出现三种情况：A、有一段实际AD采样函数；B、有两段实际AD采样函数；C、有三段实际AD采样函数。

输入的AD采样值除以128(宽度范围)后，得到对应的基数值i，而该基数的AD值必定位于AD[i-1]到AD[i]、AD[i]到AD[i+1]和AD[i+1]到AD[i+2]这三段AD函数中的某一段。再将该输入的AD采样值与AD[i]和AD[i+1]两个基准值进行比较，即可得到输入的AD值位于那一段函数，使用相应的求值函数求出校准输出值。通过此种方法，极大的减少了程序的判断和代码量。在实际的实现过程中，为了获得更高的校正精度，对涉及到的除法采用四舍五入处理。

实施例三

图6示出了本发明实施例三提供的AD采样值校正***的结构图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，该***可以是内置于电子设备中的软件单元、硬件单元或者软硬结合单元。将模拟输入电压值分成多个采样区间，根据所述多个采样区间，将理论AD采样直线和实际AD采样曲线划分成多段，假设每段内的实际AD采样曲线为线性直线，所述***包括：第一获取单元61、第二获取单元62、生成单元63及校正单元64。

第一获取单元61，用于获取每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系；

第二获取单元62，用于获取每一采样区间内的模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系；

生成单元63，用于根据所述每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系，及模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系，生成每一采样区间的实际AD采样值与理论AD采样值的补偿关系；

校正单元64，用于根据所述补偿关系，对与所述补偿关系对应的实际AD采样曲线的实际AD采样值进行校正。

可选的，所述第一获取单元61包括：计算模块611和获取模块612。

计算模块611，用于对每一采样区间的起点和终点的输入电压值进行多次AD采样，计算起点AD采样的平均值和终点AD采样的平均值；

获取模块612，用于根据所述点AD采样的平均值和终点AD采样的平均值，获取模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系。

可选的，所述每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系为：

所述每一采样区间内的模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系：

所述校正单元，根据所述每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系，及模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系，生成每一采样区间的实际AD采样值与理论AD采样值的补偿关系为：

其中，n为每一采样区间的起点序号，n+1为每一采样区间的终点序号，V_n和V_(n+1)表示采样区间起点和终点的模拟输入电压，AD_理论[n]表示采样V_n电压的理论AD采样值，AD_理论[n+1]表示采样V_(n+1)电压的理论AD采样值；AD_实际[n]表示采样V_n电压的实际AD采样值，AD_实际[n+1]表示采样V_(n+1)电压的实际AD采样值。

值得注意的是，上述***实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种AD采样值校正方法，其特征在于，将模拟输入电压值分成多个采样区间，根据所述多个采样区间，将理论AD采样直线和实际AD采样曲线划分成多段，假设每段内的实际AD采样曲线为线性直线，所述方法包括：

获取每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系，及模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系；

根据所述每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系，及模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系，生成每一采样区间的实际AD采样值与理论AD采样值的补偿关系；

根据所述补偿关系，对与所述补偿关系对应的实际AD采样曲线的实际AD采样值进行校正。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取每一采样区间内的模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系具体为：

对每一采样区间的起点和终点的输入电压值进行多次AD采样，计算起点AD采样的平均值和终点AD采样的平均值；

根据所述点AD采样的平均值和终点AD采样的平均值，获取模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系为：

所述每一采样区间内的模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系：

所述根据所述每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系，及模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系，生成每一采样区间的实际AD采样值与理论AD采样值的补偿关系为：

其中，n为每一采样区间的起点序号，n+1为每一采样区间的终点序号，V_n和V_(n+1)表示采样区间起点和终点的模拟输入电压，AD_理论[n]表示采样V_n电压的理论AD采样值，AD_理论[n+1]表示采样V_(n+1)电压的理论AD采样值；AD_实际[n]表示采样V_n电压的实际AD采样值，AD_实际[n+1]表示采样V_(n+1)电压的实际AD采样值。

4.一种AD采样值校正***，其特征在于，将模拟输入电压值分成多个采样区间，根据所述多个采样区间，将理论AD采样直线和实际AD采样曲线划分成多段，假设每段内的实际AD采样曲线为线性直线，所述***包括：

第一获取单元，用于获取每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系；

第二获取单元，用于获取每一采样区间内的模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系；

生成单元，用于根据所述每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系，及模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系，生成每一采样区间的实际AD采样值与理论AD采样值的补偿关系；

校正单元，用于根据所述补偿关系，对与所述补偿关系对应的实际AD采样曲线的实际AD采样值进行校正。

5.如权利要求4所述的***，其特征在于，所述第一获取单元包括：

计算模块，用于对每一采样区间的起点和终点的输入电压值进行多次AD采样，计算起点AD采样的平均值和终点AD采样的平均值；

获取模块，用于根据所述点AD采样的平均值和终点AD采样的平均值，获取模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系。

6.如权利要求4或5所述的***，其特征在于，所述每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系为：

所述每一采样区间内的模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系：

所述校正单元，根据所述每一采样区间内的模拟输入电压值与理论AD采样值的对应关系，及模拟输入电压值与实际AD采样值的对应关系，生成每一采样区间的实际AD采样值与理论AD采样值的补偿关系为：

其中，n为每一采样区间的起点序号，n+1为每一采样区间的终点序号，V_n和V_(n+1)表示采样区间起点和终点的模拟输入电压，AD_理论[n]表示采样V_n电压的理论AD采样值，AD_理论[n+1]表示采样V_(n+1)电压的理论AD采样值；AD_实际[n]表示采样V_n电压的实际AD采样值，AD_实际[n+1]表示采样V_(n+1)电压的实际AD采样值。

7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求4至6任一权利要求所述的AD采样值校正***。

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