一种用于基准源的校准方法技术

本发明专利技术涉及模拟集成电路技术领域，特别涉及一种用于基准源的校准方法。本发明专利技术的方法主要包括设置与基准源相连的扫描装置，所述扫描装置可在预设的条件下实时采样基准源的输出电压从而获得采样电压；设置与扫描装置相连的减法器，所述减法器用于将扫描装置在不同条件下获得的采样电压进行求差并获得差值电压；将获得的差值电压转化为数字信号；计算可使得差值电压最小的基准源，获得基准源的修调值；通过状态机将修调值写入基准源。本发明专利技术的有益效果为，通过定时对基准输出电压的扫描来改变基准修调信号，保证了基准能长时工作在最佳状态，随温度的漂移很小，大大延长了芯片的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种用于基准源的校准方法
本专利技术涉及模拟集成电路
，特别涉及一种用于基准源的校准方法。
技术介绍
在模拟集成电路或混合信号集成电路设计领域，基准电压源是非常重要且常用的模块，常应用在ADC转换器、DCDC换器、以及功率放大器等电路系统中，它的作用是为系统提供一个不随温度及供电电压变化的电压基准。带隙基准电压源架构由Widlar提出以来，由于其优越的性能，带隙基准电压源被广泛应用于很多系统之中，且针对该种架构提出了很多改进方案。随着半导体工艺的飞速发展和芯片工作频率的提高，芯片的功耗迅速增加，而功耗增加又将导致芯片发热量的增大和可靠性的下降；所以设计人员从每一个细节来考虑降低功率消耗，从而尽可能地延长芯片的使用时间。尽管如此，随着时间的延长，芯片会不可避免的出现性能下降的问题，尤其当基准源发生变化后，可能会导致系统的其他模块无法正常工作。现有基准源仅仅能够通过熔丝等修调方案，完成离线修调，即在芯片实际出厂前对基准源完成修调动作；此外，基准源的修调仅能够通过查找表的方式，结合前期仿真数据，完成对应的离线修调方案。这导致已有的基准源修调方法需要耗费较多的修调时间，增加成本，而且无法克服基准源时间老化带来的性能衰减问题。为了克服上述已有基准源修调方法的缺陷，本专利技术提出了一种基准源校准方法，其可以实现基准源在线校准，无需建立额外的查找表，且可以在任意需要时刻，完成对基准源的修调基准工作，克服所有因素对基准源性能的影响，为基准源提供长期可靠的保障，降低成本。此外，该方法具有通用性，可以适用于多种基准源架构。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提出一种用于基准源的可自适应校准的方法。本专利技术的技术方案：一种用于基准源的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：设置与基准源相连的扫描装置，所述扫描装置可在预设的条件下实时采样基准源的输出电压从而获得采样电压；第二步：设置与扫描装置相连的减法器，所述减法器用于将扫描装置在不同条件下获得的采样电压进行求差并获得差值电压；第三步：将获得的差值电压转化为数字信号；第四步：利用所得差值电压信息，进行比对，从中选取出差值电压最小的数据组，并确定该组数据对应的校准控制字，并确定为最优的基准源修调校准位。第五步：通过状态机将修调值写入基准源。进一步的，第一步中，所述扫描装置可在预设的条件下实时采样基准源的输出电压获得采样电压的具体预设条件为：根据基准源的温度进行基准源的输出电压采样，设置温度高低预设值，在分别达到高温和低温的时候进行基准源的输出电压采样。本专利技术的有益效果为，通过定时对基准输出电压的扫描来改变基准修调信号，保证了基准能长时工作在最佳状态，随温度的漂移很小，大大延长了芯片的使用寿命。附图说明图1是本专利技术的自适应校准基准源架构原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细的描述针对现有基准源电路修调大都采用fuse的方法，一旦修调后便不能再做更改，且需要人工介入，仅能在芯片完成前做一次修调处理。本专利技术提出了一种自适应校准基准源，其工作原理架构图如图1所示。通过本专利技术提出的方法，可以动态的实现基准源电路的自动修调，保证基准源性能的稳定性及可靠性，并且无需额外的人工介入，是一种自动化的优化方法，极大地降低了使用成本。除此之外，本专利技术提出的自适应校准方法具有普适性，不仅仅局限于特定的基准源架构，譬如带隙基准源、非带隙基准源、无电阻基准源等均使用，因此，本专利技术提出的方法具有广泛的适用性。本专利技术提出的自适应校准基准源的工作原理如后续所述。自适应校准过程可以通过系统控制实现是否需要进行校准流程，譬如芯片每次上电时，或者工作一定时间后，由系统产生控制信号，控制基准源完成自适应校准动作。由于整个电路可以通过数字控制，使用极为便利。本专利技术提出的基准源在自适应校准阶段的动作，可以分成高温和低温两个温度区域进行。首先，当芯片处于低温区域时，由状态机控制模块(FSM)控制基准源(BandgapReference)进行修调位变更动作。本专利技术以5bits修调位的基准源作为例子，进行阐述。通过FSM实现基准源修状态的改变，并对应每一种修调状态，采样保留对应的输出电压，得到V1[0:31]电压信息，即5bits修调位对应的不同低温区输出电压值。当完成所有修调位的扫描、采样保持动作后，芯片切换到高温区域，并由FSM进行类似低温区域的修调位扫描，从而得到V2[0:31]电压信息，即5bits修调位对应的不同高温区输出电压值。附图为一个具体实例，低温和高温分别设置为-40℃和125℃。随后利用减法器实现每一修调位，低温区域高温区对应输出电压采样值的求差。通过运算电路得到两个电压的差值：ΔV[0:31]＝|V1-V2|[0:31]从而得到32个差值电压，对应每一个修调位的高、低温电压差。根据基准源优化原理，带隙基准产生的电压随温度的变化为一条彩虹线，如果ΔV的绝对值越小，则意味着我们的基准在最高温和最低温时的表现越对称，其温度特性越好。基于这一点，我们利用模数转换器(ADC)将模拟信号ΔV转换为数字信号，附图中为一个10bitsADC量化精度。随后通过优化算法(optimisation)来找出其最优值，控制基准的修调；即差值电压最小的为最优化的基准源修调状态。譬如，完成5bit32种修调状态的检测与处理后，本专利技术提出的校准系统可以得到32个高低温基准输出电压的差值，利用ADC完成相应电压信号的数字化量化，从而获得对应差值电压大小的32个数字编码信号。随后利用数字信号处理的便捷性，完成对32个数字编码的运算与比较，确定32个数据中对应差值电压最小的修调控制位状态。最终，通过状态机将对应的修调位固定在基准源模块中，完成基准源的自适应校准优化。通过本专利技术的自适应优化操作，即使电路工作了很长时间，也可以通过对基准输出的实时采样来不断修正其结果，使其输出电压稳定，随温度的变化较小，提升基准源的稳定性和可靠性。此外，本专利技术提出的自适应校准方法适用于所有可修调的基准源架构，因此其适用于所有的基准源类型，具有普适性；且无需额外的测试、调整操作，降低了系统整体成本与实用灵活性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于基准源的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：设置与基准源相连的扫描装置，所述扫描装置可在预设的条件下实时采样基准源的输出电压从而获得采样电压；第二步：设置与扫描装置相连的减法器，所述减法器用于将扫描装置在不同条件下获得的采样电压进行求差并获得差值电压；第三步：将获得的差值电压转化为数字信号；第四步：计算可使得差值电压最小的基准源，获得基准源的修调值；第五步：通过状态机将修调值写入基准源。

【技术特征摘要】
1.一种用于基准源的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：设置与基准源相连的扫描装置，所述扫描装置可在预设的条件下实时采样基准源的输出电压从而获得采样电压，具体为：根据基准源的温度进行基准源的输出电压采样，设置高温和低温预设值，在分别达到高温和低温预设值的时候进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：石跃，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：四川;51