具有失调去除功能的模块化信号源制造技术

本申请涉及两种具有失调去除功能的模块化信号源。信号源是通用电子测试仪器中最常见最基本的一种。有些其他的通用电子测试仪器，如网络分析仪、阻抗谱分析仪等，都包含有信号源。典型的模块化信号源，包括：信号源基本电路，增益调整电路，偏置电路，单片机，上位机等。模块化信号源的难点是：容易出现输出失调，即容易出现实际输出偏置值与所设定偏置值的过大差异，而且利用模拟电路自身来解决此失调问题似无可能。本申请方案，预检测输出失调值，并将其作为失调补偿值保存在单片机或上位机上，让设定的理想偏置值减去之，从而极大地消除输出失调的量。出失调的量。出失调的量。

【技术实现步骤摘要】
具有失调去除功能的模块化信号源


[0001]本申请涉及两种具有失调去除功能的模块化信号源。
[0002]信号源是通用电子测试仪器中最常见最基本的一种。有些其他的通用电子测试仪器，如网络分析仪、阻抗谱分析仪等，都包含有信号源。信号源，可根据需要设计成输出正弦波、三角波、锯齿波甚至任意波形。
[0003]本申请的模块化信号源指：一个信号源电路模块配一台个人计算设备形成的具有信号源功能的仪器。这里的个人计算设备，指普通PC、手机、PAD等，本申请将其统称为上位机。模块化信号源的优点是：便于开发，方便携带。

技术介绍

[0004]一个典型的模块化信号源，包括：信号源基本电路，增益调整电路，偏置电路，单片机，上位机等。信号源基本电路，往往是一个集成电路，产生一种类型的源信号，其频率可由单片机设置，其幅度一般固定；增益调整电路，是一个放大电路，其增益由单片机编程控制，以实现不同幅度的信号输出；偏置电路，包括一个数模转换器(DAC)和一个求和电路，单片机控制DAC输出设定的偏置值，通过求和电路将其叠加到输出信号上作为最终输出。
[0005]以上模块化信号源的难点是：容易出现输出失调，即容易出现实际输出偏置值与所设定偏置值有一定差异。究其原因，信号源基本电路存在偏置或失调，增益调整电路和求和电路也存在不同程度的失调，特别是增益调整电路的多档增益对应不同程度的失调电压，如此以来，利用模拟电路自身来解决失调问题变得不可能。

技术实现思路

[0006]专利技术目的。
[0007]提出模块化信号源具有失调去除功能的解决方案，使模块化信号源实际输出偏置与所设定偏置值一致，当设定偏置值为0时，输出的实际偏置值也接近于0。
[0008]技术方案。
[0009]一种具有失调去除功能的模块化信号源，包括信号源基本电路、增益调整电路、偏置电路、单片机、上位机，其特征在于，(1)信号源基本电路产生一种类型的源信号，其频率由单片机设置，其幅度一般固定；(2)增益调整电路，是一个放大电路，其增益由单片机编程控制，对信号源基本电路产生的信号进行放大或缩小；(3)偏置电路，包括一个数模转换器(DAC)和一个求和电路，单片机控制DAC输出一个偏置值，通过求和电路将其叠加到增益调整电路输出信号上而产生最终信号输出；(4)单片机控制DAC输出的一个偏置值，其大小为上位机设定的要输出的理想偏置值减去保存在单片机上的失调补偿值：(5)失调补偿值的确定方法是，在搭建的模块化信号源的初始状态下，先将单片机控制DAC输出的偏置值设置为0，此时，测得的信号源的实际输出失调或者说实际偏置值，即为失调补偿值；(6)预先测量信号源各增益下的失调补偿值，将其保存在单片机的ROM内存中，供相应补偿时调用；(7)对不同的模块化信号源个体，由于电路器件存在个体化差异，输出失调也存在个体化差异，
故对每个模块化信号源个体可建立一组个性化失调补偿值，将其保存在其单片机的ROM内存中，供相应补偿时调用。
[0010]一种具有失调去除功能的模块化信号源，包括信号源基本电路、增益调整电路、偏置电路、单片机、上位机，其特征在于，(1)信号源基本电路产生一种类型的源信号，其频率由单片机设置，其幅度一般固定；(2)增益调整电路，是一个放大电路，其增益由单片机编程控制，对信号源基本电路产生的信号进行放大或缩小；(3)偏置电路，包括一个数模转换器(DAC)和一个求和电路，单片机控制DAC输出一个偏置值，通过求和电路将其叠加到增益调整电路输出信号上产生最终信号输出；(4)单片机控制DAC输出的一个偏置值，来源于上位机的给定，其大小为上位机设定的要输出的理想偏置值减去保存在上位机的失调补偿值：(5)失调补偿值的确定方法是，在搭建的模块化信号源的初始状态下，上位机先将设定的要输出的理想偏置值和失调补偿值均置为0，此时，测得的信号源的实际输出失调或者说实际偏置值，即为失调补偿值；(6)预先测量信号源各增益下的失调补偿值，将它们保存在上位机的硬盘的某一路径下，作为一个配置文件，供相应补偿的调用；(7)对不同的模块化信号源个体，由于电路器件存在个体化差异，输出失调也存在个体化差异，故对每个信号源个体可建立一组个性化失调补偿值，将其保存在上位机的硬盘，作为一个配置文件供上位机相应补偿时调用。
[0011]以上两种方案的差异，主要体现在失调补偿值存放位置的不同，前者将其存放在单片机的ROM中，后者将其存放在上位机的硬盘中，前者上位机交给单片机的只是设定的要输出的理想偏置值，在单片机上减去失调补偿值，将得到的差值再送给DAC输出，后者在上位机上进行设定的要输出的理想偏置值减去失调补偿值的运算，将得到的差由上位机交给单片机，交给单片机机后不再进行减法运算，直接送给DAC输出。
[0012]有益效果。
[0013]后文实施例栏目中，制作了本申请具有失调去除功能的信号源。对其进行了测试。失实测了输出理想偏置值设定为0V、失调补偿值也置为0V的起始状态下对应不同信号增益的输出失调值，如表1第4列所示；然后，重置失调补偿值为实测的输出失调值，如表1第5列所示；最后，实测重置失调补偿后的输出失调值，如表1第6列所示。
[0014]以上测试说明，本申请的技术方案可行，通过补偿，可使输出失调值大大减小，减小至少一个量级，因此，取得了实质进展。
[0015]表1，不同信号增益下的输出失调的测试及补偿结果
[0016]附图说明
[0017]图1，本申请所属典型模块化信号源框图。图中，∑指求和电路，与模数转换器DAC构成偏置电路。
[0018]图2，本申请一种模块化信号源框图。图中，∑指求和电路，与模数转换器DAC构成偏置电路。在单片机内保存失调补偿值，并进行理想偏置设定值与失调补偿值的减法运算。
[0019]图3，本申请另一种模块化信号源框图。图中，∑指求和电路，与模数转换器DAC构成偏置电路。在上位机内保存失调补偿值，并进行理想偏置设定值与失调补偿值的减法运算。
[0020]图4，本申请实施例中回采信号源输出信号软件界面图。图中，BiasVoltage＝0V为信号源设定的信号输出理想偏置值，均值
‑
2.561E
‑
3(单位V)为实测失调值或实测偏置值，此时，未补偿失调，失调补偿值设定为0。
[0021]图5，本申请实施例中回采信号源输出信号软件界面图。图中，BiasVoltage＝0V为信号源设定的信号输出理想偏置值，均值
‑
2.091E
‑
5(单位V)为实测失调值或实测偏置值，此时，进行了失调补偿，失调补偿值设定为
‑
2.561E
‑
3(单位V)。
具体实施方式
[0022]实施例。一种具有失调去除功能的模块化信号源，包括信号源基本电路、增益调整电路、偏置电路、单片机、上位机。选用ADI9833集成电路作为信号源基本电路，选用可编程增益放大器PGA281搭建增益调整电路，选用DAC8551作为偏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有失调去除功能的模块化信号源，包括信号源基本电路、增益调整电路、偏置电路、单片机、上位机，其特征在于，(1)信号源基本电路产生一种类型的源信号，其频率由单片机设置，其幅度一般固定；(2)增益调整电路，是一个放大电路，其增益由单片机编程控制，对信号源基本电路产生的信号进行放大或缩小；(3)偏置电路，包括一个数模转换器(DAC)和一个求和电路，单片机控制DAC输出一个偏置值，通过求和电路将其叠加到增益调整电路输出信号上而产生最终信号输出；(4)单片机控制DAC输出的一个偏置值，其大小为上位机设定的要输出的理想偏置值减去保存在单片机上的失调补偿值：(5)失调补偿值的确定方法是，在搭建的模块化信号源的初始状态下，先将单片机控制DAC输出的偏置值设置为0，此时，测得的信号源的实际输出失调或者说实际偏置值，即为失调补偿值；(6)预先测量信号源各增益下的失调补偿值，将其保存在单片机的ROM内存中，供相应补偿时调用；(7)对不同的模块化信号源个体，由于电路器件存在个体化差异，输出失调也存在个体化差异，故对每个模块化信号源个体可建立一组个性化失调补偿值，将其保存在其单片机的ROM内存中，供相应补偿时调用。2.一种具有失调去除功能的模块化信号源...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红星，刘乐，程东，魏宏利，
申请(专利权)人：苏州格里德医学传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：