本发明专利技术提供用于监测转换器基准电压的变化的方法和系统，其包括转换器和控制器，所述转换器例如模拟-数字转换器（“ADC”）。所述转换器被配置为接收指示测量的物理量的传感器信号，并且基于传感器信号和基准电压产生输出信号。所述转换器还被配置为交替地接收代替传感器信号的校准电压，并基于校准电压和基准电压产生输出信号。所述控制器被配置为将基于校准电压和基准电压的输出信号与基于校准电压和基准电压的假定值的输出信号的期望值相比较以检测基准电压的变化，并且根据所检测的基准电压的变化补偿基于传感器信号和基准电压的输出信号。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到使用基准电压以用于将模拟信号转换为数字信号并且反之亦然的转换器，例如模拟-数字转换器(“ADC”)。
技术介绍
现代的车辆包括具有复杂电路以用于执行不同功能的系统。常见的电路包括与传感器通信的模拟-数字转换器(“ADC”)。传感器测量物理量，并产生指示测量的物理量的模拟电信号。ADC从传感器接收模拟信号，并将其转换为数字电信号(S卩，数字值，数字输出代码等等)。模拟传感器信号通常是电压信号(即，传感器输入VIN)。ADC通过将传感器输入Vra与基准电压Vkef相比较来产生用于传感器输入Vin的数字输出代码。基准电压Vkef可以被外部地提供到ADC或者可以在ADC其本身内部被生成。基准电压Vkef旨在成为传感器输入Vin与之相比较的精确的‘量尺’。在无误差操作下，根据下列等式，ADC产生用于传感器输入Vin的数字输出代码:输出=VIN*(2n/VKEF)其中“输出”是十进制形式的数字输出代码，而“η”是ADC的分辨率的位的数量。分辨率指示ADC在模拟值范围内可以产生的离散值的数量。值通常以二进制形式存储，因此分辨率以位来表示。例如，分辨率为八位的ADC可以将模拟传感器输入Vin编码为256个不同电平的值，因为28=256。根据在以上示出的用于生成数字输出代码的等式，数字输出代码与基准电压Vkef成反比地变化。根据以下的描述，对于本专利技术的实施方式明显的是数字输出代码是基准电压Vkef的函数。同样地，为了令ADC输出用于给定的传感器输入Vin的精确的数字输出代码，基准电压Vkef必须是精确的。ADC随着老化而漂移。这些漂移直接与转换过程中ADC所使用的基准电压Vkef的变化成比例。比起绝对精度，由于老化造成的漂移相对地是更大的问题。内部误差可以被校准，但是补偿漂移是困难的。在可能的情况下，应该根据老化特性来选择基准电压，这在使用ADC的系统的预期寿命内保持足够精确度。一些系统，例如电动车辆中的电池监测系统，具有过载ADC的需求。这些需求包括相对地长的寿命(例如，寿命比常规车辆的寿命长十倍)，以及随着时间推移相对地高的精确度需求。
技术实现思路
本专利技术的目标包括追踪由模拟-数字转换器(“ADC”)在模拟信号和数字信号之间转换中所使用的基准电压的变化、和/或在使用转换器的系统寿命期间，补偿这种基准电压的变化。为了实现一个或者多个以上目标以及其它目标，本专利技术提供了具有ADC的系统。ADC接收指示所测量的物理量的传感器信号，并且基于传感器信号和基准电压产生输出信号。ADC还被配置为交替地接收代替传感器信号的校准电压，并基于校准电压和基准电压产生输出信号。此外，为了实现一个或者多个以上目标以及其它目标，本专利技术提供了具有第一和第二电压发生器、传感器、ADC和控制器的系统。第一电压发生器产生基准电压。传感器被配置为产生指示所测量的物理量的传感器信号。ADC基于输入信号和基准电压产生输出信号。第二电压发生器被配置为产生校准电压。控制器读取和处理由ADC基于传感器信号和基准电压生成的数字输出信号，并可选择地读取和处理由ADC基于传感器信号和校准电压生成的数字输出信号。同样的，为了实现一个或者多个以上目标以及其它目标，本专利技术提供了方法。所述方法包括在ADC接收指示所测量的物理量的传感器信号、以及通过ADC生成基于传感器信号和基准电压的输出信号。所述方法还包括在ADC可选择地接收代替传感器信号的校准信号、以及通过ADC生成基于校准电压和基准电压的输出信号。附图说明图1示出了根据本专利技术实施方式的用于监测由模拟-数字转换器(“ADC”)在进行模拟信号和数字信号之间转换中所使用的基准电压的变化的系统的方框图；图2示出了根据本专利技术的实施方式的指示当图1中示出的系统的第二外部基准电压发生器被启动以产生第二基准电压时的时序图；以及图3示出了根据本专利技术另一个实施方式的用于监测由ADC在进行模拟信号和数字信号之间转换中所使用的基准电压的变化的系统的方框图。具体实施例方式本专利技术的详细实施方式在此被公开；然而，理解到公开的实施方式仅仅是本专利技术的示范，其可以以不同的和可选的形式来被实施。附图并不必要按比例绘制；一些特征可以被放大或者最小化以示出特定组件的细节。因此，在此公开的特定结构的和功能的细节并不被解读为限制，而仅仅是作为教授本领域技术人员多方面使用本专利技术的典型基础。现在参考图1，示出了根据本专利技术实施方式的用于监测由模拟-数字转换器(“ADC”)12在进行模拟信号和数字信号之间转换中所使用的基准电压的变化的系统10的方框图。通过能够监测在转换处理中ADC 12所使用的基准电压的变化，使系统10能够检测ADC 12的完整性。外部基准电压发生器14将基准电压提供到ADC 12以用于转换处理。该基准电压是第一基准电压Vkefi。根据以上所解释的，ADC 12在将输入模拟信号转换为输出数字信号中使用第一基准电压Vkefi。系统10还包括第二外部基准电压发生器20。第二基准电压发生器20被配置为输出校准电压Vm。根据以下所解释的，第二基准电压发生器20被控制为在给定时间被启动或者禁用。当启动时，第二基准电压发生器20产生作为校准电压V.的第二基准电压VKEF2。当禁用时，从第二基准电压发生器20输出OV。所述系统包括传感器16。传感器16测量物理量，并产生指示测量的物理量的模拟电信号。由传感器16生成的模拟信号是电压信号，并且在此被标不为传感器输入VIN。系统10还包括模拟多路器(analog multiplexor) 22。如图1中所示出的，多路器22的输出端被直接连接到ADC 12的输入端。多路器22被配置为接收两个输入:(i)来自传感器16的传感器输入Vin ;以及(ii)来自第二基准电压发生器20的校准电压Vq^同样地，ADC 12以两个电压多路复用:(i)所测量的输入电压(即，来自传感器16的传感器输入Vin);以及(ii)校准电压(即，来自第二基准电压发生器20的校准电压Vm)。再次地，当第二基准电压发生器20产生第二基准电压Vkef2时，校准电压Nckl具有第二基准电压Vkef2的值。多路器22被配置为选择传感器输入Vin和第二基准电压发生器20的输出电压中的一个，并将选定电压传至ADC 12。例如，在某个时期，多路器22选择传感器输入Vin并将传感器输入Vin传至AD C 12。相反地，在另一个时期，当第二基准电压发生器20输出作为校准电压V.的第二基准电压Vkef2时，多路器22选择校准电压Vm并将校准电压V.传至ADC 12。在正常操作中，当多路器被配置为输出传感器电压Vin时，ADC 12通过将传感器输入Vin与基准电压Vkefi相比较来产生用于传感器输入Vin的数字输出代码。同样地，用于传感器输入Vin的数字输出代码取决于基准电压VKEF1。因此，为了令ADC 12输出用于传感器输入Vin的精确的数字输出代码，第一基准电压Vkefi须是精确的。系统10包括微控制器(“控制器”)18。如图1中所示出的，ADC 12的输出端被连接到控制器18，从而控制器18从ADC 12接收用于传感器输入Vin的数字输出代码。控制器18通常使用用于传感器输入Vin的数字输出代码来控制不同的功能。例如，在一个实施方式中，传感器16本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种系统，包括：转换器，其被配置为接收指示测量的物理量的传感器信号，并且基于所述传感器信号和基准电压产生输出信号，所述转换器还被配置为交替地接收代替所述传感器信号的校准电压，并基于所述校准电压和所述基准电压产生所述输出信号。
【技术特征摘要】
2011.12.16 US 61/576,684;2011.12.16 US 61/576,4541.一种系统，包括: 转换器，其被配置为接收指示测量的物理量的传感器信号，并且基于所述传感器信号和基准电压产生输出信号，所述转换器还被配置为交替地接收代替所述传感器信号的校准电压，并基于所述校准电压和所述基准电压产生所述输出信号。2.根据权利要求1所述的系统，其中: 控制器，其被配置为控制所述转换器何时接收代替所述传感器信号的所述校准电压。3.根据权利要求1所述的系统，还包括: 控制器，其被配置为将基于所述校准电压和所述基准电压的输出信号与基于所述校准电压和所述基准电压的假定值的输出信号的期望值相比较，以检测所述基准电压的变化。4.根据权利要求3所述的系统，其中: 所述控制器还被配置为根据所检测到的所述基准电压的变化来补偿基于所述传感器信号和所述基准电压的所述输出信号。5.根据权利要求1所述的系统，还包括: 电压发生器，其被配置为产生所述基准电压，并将所述基准电压提供到所述转换器。6.根据权利要求1所述的系统，还包括: 电压发生器，其被配置为产生供所述转换器接收的所述校准电压。7.根据权利要求1所述的系统，还包括: 传感器，其被配置为产生供所述转换器接收的所述传感器信号。8.根据权利要求1所述的系统，其中: 所述转换器是模拟-数字转换器。9.一种系统,包括: 第一电压发生器，其被配置为产生基准电压； 转换器，其被配置为基于输入信号和所述基准电压产生输出信号； 第二电压发生器，其被配置为产生校准电压； 传感器，其被配置为产生指示测量的物理量的传感器信号；以及 控制器，其被配置为控制所述转换器以接收所述传感器信号作为所述输入信号，从而所述转换器产生基于所述传感器信号和所述基准电压的输出信号，并且所述控制器被配置为控制所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼·费雷·法布雷加斯，大卫·加梅斯·阿拉里，
申请(专利权)人：李尔公司，
类型：发明
国别省市：
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