基于FPGA的智能误差补偿型积分器及其误差补偿方法技术

本发明专利技术公开了一种基于FPGA的智能误差补偿型积分器及其误差补偿方法，包括模拟积分电路模块、FPGA模块、模数转换器模块和数模转换器模块；由FPGA产生逻辑控制信号，控制模拟积分电路模块中的电子开关动作，模拟积分电路模块对微分信号进行积分，模拟积分电路模块的输出信号经模数转换器模块转换为数字信号，在FPGA中实现积分误差补偿，由数模转换器模块将补偿后的有效信号转换成模拟信号用于输出；由FPGA中的误差补偿模块将模数转换器模块的转换结果与积分误差寄存器的值相减来实现消除积分误差。本发明专利技术不依赖硬件积分电路，可减小模拟器件对积分器的影响，消除模拟积分器的积分误差。

【技术实现步骤摘要】
基于FPGA的智能误差补偿型积分器及其误差补偿方法
本专利技术涉及积分器及其积分误差补偿方法，具体地说是基于FPGA的智能误差补偿型积分器及其误差补偿方法。
技术介绍
模拟积分器是通过运算放大器与电阻、电容器构造积分电路来完成对输入信号的积分运算，被应用于多种场合。在托克马克实验中，通常利用电磁感应原理来测量装置内部的磁场和磁通，因此需要用积分器对感应器(如罗柯线圈)输出的微分信号进行积分，从而进行等离子体的诊断和位形控制。基本积分电路如图1所示，理想情况下的输出为:

【技术保护点】
一种基于FPGA的智能误差补偿型积分器，其特征在于：包括模拟积分电路模块、模数转换器模块、FPGA模块和数模转换器模块；模拟积分电路模块由运算放大器、电子开关、电容器与电阻构成，运算放大器的正、负输入端分别连接有一个电阻R1、R2，电阻R1、R2的另一端分别通过节点连接电子开关k1的两端，电阻R1与电子开关k1的连接处还接地，电阻R2与电子开关k1的连接处分别与积分电容器C、电阻R3连接，积分电容器C的另一端连接单刀双掷开关k2，单刀双掷开关k2的一个端子连接运算放大器的信号输出端、另一个端子连接电阻R3的另一端；FPGA控制电子开关k1、单刀双掷开关k2，模拟积分电路模块的信号输出端连接模数转换器模块的信号输入端，FPGA分别与模数转换器模块的信号输出端、数模转换器模块的信号输入端连接；以模拟积分电路模块为基础，通过FPGA控制电子开关k1、单刀双掷开关k2，当电子开关k1闭合时，运算放大器的输入端与地接通，当电子开关k1断开时，运算放大器的输入端与微分信号接通；通过单刀双掷开关k2的切换实现积分器电容清零与积分工作的转换；以FPGA为核心控制器，实现积分器的逻辑控制，产生模数转换器模块与数模转换器模块的控制信号，模拟积分电路模块的输出信号经模数转换器模块转换为数字信号，该数字信号在FPGA中完成积分误差补偿，然后通过数模转换器模块转换成模拟信号用于输出。...

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的智能误差补偿型积分器，其特征在于:包括模拟积分电路模块、模数转换器模块、FPGA模块和数模转换器模块；模拟积分电路模块由运算放大器、电子开关、电容器与电阻构成，运算放大器的正、负输入端分别连接有一个电阻Rl、R2，电阻Rl、R2的另一端分别通过节点连接电子开关h的两端，电阻Rl与电子开关Ic1的连接处还接地，电阻R2与电子开关Ic1的连接处分别与积分电容器C、电阻R3连接，积分电容器C的另一端连接单刀双掷开关匕，单刀双掷开关匕的一个端子连接运算放大器的信号输出端、另一个端子连接电阻R3的另一端；FPGA控制电子开关Ic1、单刀双掷开关1^2，模拟积分电路模块的信号输出端连接模数转换器模块的信号输入端，FPGA分别与模数转换器模块的信号输出端、数模转换器模块的信号输入端连接；以模拟积分电路模块为基础，通过FPGA控制电子开关Ic1、单刀双掷开关k2，当电子开关Ic1闭合时，运算放大器的输入端与地接通，当电子开关Ic1断开时，运算放大器的输入端与微分信号接通；通过单刀双掷开关k2的切换实现积分器电容清零与积分工作的转换；以FPGA为核心控制器，实现积分器的逻辑控制，产生模数转换器模块与数模转换器模块的控制信号，模拟积分电路模块的输出信号经模数转换器模块转换为数字信号，该数字信号在FPGA中完成积分误差补偿...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冬梅，赵卫忠，万宝年，陈波，卢钊，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34