一种实现失调自动归零的控制模块及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种实现失调自动归零的控制模块，包括主运算放大器模块、失调检测比较器、振荡器、计数器单元以及依次相连的D/A转换模块、并串转化模块、电流合成模块、电流选择模块，电流选择模块还分别与主运算放大器模块、计数器单元和电流合成模块相连接。本发明专利技术还公开了所述失调自动归零控制模块的控制方法。本发明专利技术解决了音量控制领域输出直流偏移离散的问题，提高了输出波形的对称性，大大提高了输出效率。本模块全部采用直流耦合，输出失调采用自动校正的方式，在每一次开机，或者每一次更新数据时都可以将进行失调校正，保证电路在任何增益下都能保持零失调输出。

【技术实现步骤摘要】
一种实现失调自动归零的控制模块及其控制方法
本专利技术公开了一种实现失调自动归零的控制模块及其控制方法，涉及音频信号处理领域。
技术介绍
随着汽车电子的飞速发展，人们对音乐质量的追求越来越高，对音频处理芯片的要求也提出了更高的要求，一般音调处理芯片都会集成输入增益调整、总音量控制模块、高中低音三级滤波、后置音量控制模块，而这几个模块的总体最大增益一般可以达到125倍直流放大增益，如果前级有失调，将被放大125倍，如此大的失调输出，将大大影响输出有用波形的效率。一般解决的办法是采用耦合的方式，分几级分段耦合，在这种情况下外围就需要大量的耦合电容，并且需要额外的管脚，外围布线也较繁杂，失调也不能全部消除，并且此类电路开机建立时序复杂，噪声也很大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种实现失调自动归零的控制模块及其控制方法，设计出一个失调自动校正模块用于总线控制的音量调节电路。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种实现失调自动归零的控制模块，包括主运算放大器模块、失调检测比较器、振荡器、计数器单元、D/A转换模块、并串转化模块、电流合成模块和电流选择模块；所述主运算放大器模块的输出端经过失调检测比较器后分别与计数器单元的第一输入端和电流选择模块的第二输入端相连接，振荡器的输出端和计数器单元的第二输入端相连接，计数器单元的第一输出端与D/A转换模块的输入端相连，计数器单元的第二输出端与电流选择模块的第一输入端相连接，D/A转换模块的输出端与并串转化模块的输入端相连接，并串转化模块的输出端与电流合成模块的第一输入端相连接，电流合成模块的第二输入端与电流选择模块的输出端相连接，电流合成模块的输出端输出校正后的电流。作为本专利技术的进一步优选方案，所述主运算放大器模块具体包括运算放大器、失调校正电阻、第一反馈电阻和第二反馈电阻；所述运算放大器的正极和音频信号的输入端相连接，运算放大器的输出端分别与音频信号输出端、失调校正电阻的一端相连接，失调校正电阻的另一端分别与第一反馈电阻的一端和计数器单元的iref端相连接，第一反馈电阻的另一端分别与运算放大器的负极和第二反馈电阻的一端相连，第二反馈电阻的另一端接地。作为本专利技术的进一步优选方案，所述计数器单元为九位计数器，其中的八位负责控制串并转换，另一位负责控制基准电流的大小。本专利技术还公开了一种基于所述实现失调自动归零的控制模块的控制方法，具体步骤为：步骤一、对电路上电，将失调校正量设置为最大值，控制模块处于负电流最大状态，主运算放大器的输出高于基准；步骤二、对电路复位，振荡器开始工作，向9位计数器输出时钟信号，时钟信号依次经过D/A转换模块、串并转换模块后，输出校正负电流；随着计数器递增刷新数据，校正电流减小，设定串并转换模块的基准电流为1uA；步骤三、失调检测比较器实时检测输出的校正电流，当输出负校正电流时，失调检测比较器的输出翻转为高电平，此时主运算放大器输出的直流电平与设定的参考电平相同，失调校正结束，否则进入步骤四；步骤四、若输出负校正电流期间，失调检测比较器的输出一直没有翻转，则控制模块切换为输出正校正电流，正校正电流逐步增加，直至失调检测比较器的输出翻转为高电平，此时，主运算放大器输出直流电平与设定的参考电平相同，失调校正结束，否则进入步骤五；步骤五、若输出正校正电流期间，失调检测比较器的输出一直没有翻转，则控制模块将串并转换模块的基准电流设定为2uA，并且输出正的校正电流，此时的最大校正量是基准电流为1uA时的两倍，继续重复步上述骤一至步骤四的检测过程。作为本专利技术的进一步优选方案，在所述步骤三中，根据失调检测器比较器的输出电位与设定的参考电平大小，设定计数器的使能状态，进而决定校正量的大小，使主运算放大器的输出失调达到最小。作为本专利技术的进一步优选方案，所述校正量vosj的计算方式为：vosj=iref×R1其中，iref表示校正电流，R1表示失调校正电阻；iref为正时，输出失调校正方向为负，iref为负时，输出失调校正方向为正。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本专利技术所公开的实现失调自动归零的控制模块解决了音量控制领域输出直流偏移离散的问题，提高了输出波形的对称性，大大提高了输出效率。本模块全部采用直流耦合，输出失调采用自动校正的方式，在每一次开机，或者每一次更新数据时都可以将进行失调校正，保证电路在任何增益下都能保持零失调输出。附图说明图1是本专利技术中的主运算放大模块及失调校正电阻示意图；其中，1.失调校正电阻R1，2.第一反馈电阻R2，3.第二反馈电阻R3。图2是本专利技术的结构连接示意图。图3是计数单元框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：本专利技术的本专利技术的结构连接示意图如图2所示，所述失调自动归零的控制模块包括：主运算放大器模块、失调检测比较器、振荡器（OSC模块）、计数器单元、D/A转换模块、并串转化模块、电流合成模块、电流选择模块。所述主运算放大器模块的输出端经过失调检测比较器后分别与计数器单元的第一输入端和电流选择模块的第二输入端相连接，振荡器的输出端和计数器单元的第二输入端相连接，计数器单元的第一输出端与D/A转换模块的输入端相连，计数器单元的第二输出端与电流选择模块的第一输入端相连接，D/A转换模块的输出端与并串转化模块的输入端相连接，串转化模块的输出端与电流合成模块的第一输入端相连接，电流合成模块的第二输入端与电流选择模块的输出端相连接，电流合成模块的输出端输出校正后的电流。主运算放大模块及失调校正电阻如图1所示，主运算放大器模块主要包括两个部分：运算放大器和反馈电阻，其中反馈电阻部分包括失调校正电阻R1和第一、第二反馈电阻R2、R3，外部校正电流（iref）流入到运算放大器模块，进行失调校正，流入电流时iref为正，输出失调校正方向为负；流出电流时iref为负，输出失调校正方向为正，校正量的计算方式为：vosj=iref*R1。经过校正电流的修正，电路输出的失调降到最低，降低到没有校正前的1%左右。所述运算放大器的正极和in（表示的音频信号的输入端）相连接，运算放大器的输出端分别与vout（音频信号输出端）和失调校正电阻的一端相连接，失调校正电阻的另一端分别与第一反馈电阻的一端和计数器单元的iref端相连接，第一反馈电阻的另一端分别与运算放大器的负极和第二反馈电阻的一端相连，第二反馈电阻的另一端接地。失调检测比较器：负责检测输出电位与参考电位的误差，此误差信号在刚上电，没有校正前输出低电平，因为上电时，校正量处于负电流最大，运算放大器输出高于基准；上电复位后，OSC模块开始工作，作为9位计数器的时钟信号，不端递增刷新数据，经过D/A，串并转换后，输出的校正负电流，逐步减小，串并转换的基准电流为1uA。电流合成模块最终输出参考电流，iref的大小根据失调的大小自动调整到最小失调输出状态。振荡器（OSC模块）用以产生计数的时钟。计数器单元一共包括9位计数单元，其中8位负责控制串并转换，另一位负责控制基准电流是1u、还是2u。计数器在刚上电或者需要进行自动校正时，全部置位为1，对应运放校正输出为灌电流最大，先根据然后逐步减小，运算放大器一直对校正后的输出电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现失调自动归零的控制模块，其特征在于：包括主运算放大器模块、失调检测比较器、振荡器、计数器单元、D/A转换模块、并串转化模块、电流合成模块和电流选择模块；所述主运算放大器模块的输出端经过失调检测比较器后分别与计数器单元的第一输入端和电流选择模块的第二输入端相连接，振荡器的输出端和计数器单元的第二输入端相连接，计数器单元的第一输出端与D/A转换模块的输入端相连，计数器单元的第二输出端与电流选择模块的第一输入端相连接，D/A转换模块的输出端与并串转化模块的输入端相连接，并串转化模块的输出端与电流合成模块的第一输入端相连接，电流合成模块的第二输入端与电流选择模块的输出端相连接，电流合成模块的输出端输出校正后的电流。

【技术特征摘要】
1.一种实现失调自动归零的控制模块，其特征在于：包括主运算放大器模块、失调检测比较器、振荡器、计数器单元、D/A转换模块、并串转化模块、电流合成模块和电流选择模块；所述主运算放大器模块的输出端经过失调检测比较器后分别与计数器单元的第一输入端和电流选择模块的第二输入端相连接，振荡器的输出端和计数器单元的第二输入端相连接，计数器单元的第一输出端与D/A转换模块的输入端相连，计数器单元的第二输出端与电流选择模块的第一输入端相连接，D/A转换模块的输出端与并串转化模块的输入端相连接，并串转化模块的输出端与电流合成模块的第一输入端相连接，电流合成模块的第二输入端与电流选择模块的输出端相连接，电流合成模块的输出端输出校正后的电流；所述主运算放大器模块具体包括运算放大器、失调校正电阻、第一反馈电阻和第二反馈电阻；所述运算放大器的正极和音频信号的输入端相连接，运算放大器的输出端分别与音频信号输出端、失调校正电阻的一端相连接，失调校正电阻的另一端分别与第一反馈电阻的一端和计数器单元的iref端相连接，第一反馈电阻的另一端分别与运算放大器的负极和第二反馈电阻的一端相连，第二反馈电阻的另一端接地。2.如权利要求1所述的一种实现失调自动归零的控制模块，其特征在于：所述计数器单元为九位计数器，其中的八位负责控制串并转换，另一位负责控制基准电流的大小。3.基于权利要求1所述一种实现失调自动归零的控制模块的控制方法，其特征在于，具体步骤为：步骤一、对电路上电，将失调校正量设置为最大值，控制模块处于负电流最大状态，主运算放大器的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱光荣，王海兵，
申请(专利权)人：无锡市晶源微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32