一种模拟信号的处理方法及电路技术

本发明专利技术提供一种模拟信号的处理方法及电路，在该电路中多个电压基准芯片中的任一电压基准芯片接入AD芯片的外部基准输入引脚，剩余电压基准芯片接入AD芯片的不同模拟输入引脚；数字信号处理电路向AD芯片发送同步采集信号，并接收AD芯片反馈的被测模拟信号转换后的数字信号和多路电压基准数字信号，由数字信号处理电路对多路电压基准数字信号进行有效性判断，并利用有效的电压基准数字信号确定的最终电压基准信号对所述数字信号进行自校准处理，得到被测模拟信号对应的转换数值。在本方案中，对多个低成本电压基准芯片提供的电压基准信号优化处理，利用优化后电压基准信号对被测模拟信号进行自校准，从而实现模拟信号的高精度处理的目的。度处理的目的。度处理的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟信号的处理方法及电路


[0001]本专利技术涉及信号处理
，尤其涉及一种模拟信号的处理方法及电路。

技术介绍

[0002]目前，通常采用AD芯片结合处理器的方式进行模拟信号的采集，具体为：首先，通过模拟前端采样电路，将模拟信号转换为在某一幅值范围内的电压信号；然后，将电压信号接入AD芯片的模拟信号输入管脚。其中，输入的电压信号的幅值由AD芯片通过对比输入模拟信号和基准电压，将模拟信号转换为数字信号。
[0003]针对基准电压的选择，现有通常选择采用内部和外部两种基准电压。其中，采用外部基准电压需要接入高稳定性的电压基准芯片来确保模拟信号的转换精度。但是，高稳定性电压基准芯片多采用进口，成本较高且供应链受限，而低成本电压基准芯片因自身物理性能较差且易受外界环境影响的原因，在使用过程中所提供的基准电压准确度偏差，进而影响模拟信号的转换精度。
[0004]因此，当前亟需一种能够提供稳定、可靠的基准电压的技术方案，以确保模拟信号的转换精度达到要求。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种模拟信号的处理方法及电路，以实现模拟信号的高精度处理的目的。
[0006]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0007]本专利技术实施例第一方面公开了一种模拟信号的处理方法，适用于至少包括多个电压基准芯片、AD芯片和数字信号处理电路的模拟信号处理电路，其中，任一所述电压基准芯片接入所述AD芯片的外部基准输入引脚，所述外部基准输入引脚与所述AD芯片的模拟输入引脚并联，剩余所述电压基准芯片分别接入所述AD芯片的不同模拟输入引脚；所述处理方法包括：
[0008]所述数字信号处理电路向所述AD芯片发送同步采集信号；
[0009]所述AD芯片基于所述同步采集信号，采集被测模拟信号和多路电压基准芯片提供的电压基准信号并进行模数转换，得到所述被测模拟信号转换后的数字信号和多路电压基准数字信号；
[0010]所述数字信号处理电路接收所述数字信号和所述多路电压基准数字信号，并对所述多路电压基准数字信号进行有效性判断，利用有效的电压基准数字信号确定最终电压基准信号；
[0011]所述数字信号处理电路利用所述最终电压基准信号对所述数字信号进行自校准处理，得到所述被测模拟信号对应的转换数值。
[0012]可选的，所述数字信号处理电路对所述多路基准电压进行有效性判断，利用有效的电压基准数字信号确定最终基准信号，包括：
[0013]所述数字信号处理电路对经所述AD芯片进行模数转换后的n个电压基准数字信号进行滤波和降噪处理，得到n个滤波后的电压基准信号；n为接入所述AD芯片的电压基准芯片的个数；
[0014]所述数字信号处理电路计算所述n个滤波后的电压基准信号的偏差值；
[0015]所述数字信号处理电路将得到的偏差值与阈值进行比较，并基于比较结果计算所述滤波后的电压基准信号的均值，将所述均值作为最终基准电压。
[0016]可选的，所述数字信号处理电路对经所述AD芯片进行模数转换后的n个电压基准数字信号进行滤波和降噪处理，得到n个滤波后的电压基准信号，包括：
[0017]所述数字信号处理电路对经所述AD芯片进行模数转换后的n个电压基准数字信号进行卡尔曼滤波处理，得到n个中间处理信号；
[0018]所述数字信号处理电路去除得到所述n个中间处理信号时引入的噪声，得到n个滤波后的电压基准信号。
[0019]可选的，所述数字信号处理电路将得到的偏差值与阈值进行比较，并基于比较结果计算所述滤波后的电压基准信号的均值，将所述均值作为最终电压基准信号，包括：
[0020]针对得到的每一所述偏差值，所述数字信号处理电路将所述偏差值与阈值进行比较；
[0021]若所述偏差值大于所述阈值，确认所述偏差值对应的滤波后的电压基准信号失效，并剔除；
[0022]若所述偏差值不大于所述阈值，将下一偏差值与所述阈值进行比较；
[0023]直至所有偏差值均完成比较后，计算未剔除的滤波后的电压基准信号的均值，将所述均值作为最终电压基准信号。
[0024]可选的，所述数字信号处理电路利用所述最终电压基准信号对所述数字信号进行自校准处理，得到所述被测模拟信号对应的转换数值，包括：
[0025]所述数字信号处理电路将所述最终电压基准信号和所述数字信号进行合并，得到所述被测模拟信号对应的转换数值。
[0026]本专利技术实施例第二方面公开了一种模拟信号的处理电路，所述处理电路包括：模拟前端电路、AD芯片、多个电压基准芯片和数字信号处理电路；
[0027]所述模拟前端电路通过所述AD芯片的模拟输入引脚接入所述AD芯片；
[0028]任一所述电压基准芯片接入所述AD芯片的外部基准输入引脚，剩余所述电压基准芯片分别接入所述AD芯片的不同模拟输入引脚；
[0029]所述外部基准输入引脚与所述AD芯片的一模拟输入引脚并联；
[0030]所述数字信号处理电路与所述AD芯片通讯连接；
[0031]所述数字信号处理电路，用于向所述AD芯片发送同步采集信号，并接收所述AD芯片反馈的被测模拟信号转换后的数字信号和多路电压基准数字信号，所述数字信号处理电路对所述多路电压基准数字信号进行有效性判断，并利用有效的电压基准数字信号确定的最终电压基准信号对所述数字信号进行自校准处理，得到所述被测模拟信号对应的转换数值；
[0032]其中，所述AD芯片，用于基于所述同步采集信号，采集被测模拟信号和多路电压基准芯片提供的电压基准信号并进行模数转换，得到所述被测模拟信号转换后的数字信号和
多路电压基准数字信号。
[0033]可选的，所述对所述多路基准电压进行有效性判断，并利用有效的电压基准数字信号确定最终基准信号的数字信号处理电路，具体用于：
[0034]对经所述AD芯片进行模数转换后的n个电压基准数字信号进行滤波和降噪处理，得到n个滤波后的电压基准信号；计算所述n个滤波后的电压基准信号的偏差值；将得到的偏差值与阈值进行比较，并基于比较结果计算所述滤波后的电压基准信号的均值，将所述均值作为最终基准电压；n为接入所述AD芯片的电压基准芯片的个数。
[0035]可选的，所述对经所述AD芯片进行模数转换后的n个电压基准数字信号进行滤波和降噪处理，得到n个滤波后的电压基准信号的数字信号处理电路，具体用于：
[0036]对经所述AD芯片进行模数转换后的n个电压基准数字信号进行卡尔曼滤波处理，得到n个中间处理信号；去除得到所述n个中间处理信号时引入的噪声，得到n个滤波后的电压基准信号。
[0037]可选的，所述将得到的偏差值与阈值进行比较，并基于比较结果计算所述滤波后的电压基准信号的均值，将所述均值作为最终电压基准信号的数字信号处理电路，具体用于：
[0038]针对得到的每一所述偏差值，所述数字信号处理电路将所述偏差值与阈值进行比较；若所述偏差值大于所述阈值，确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟信号的处理方法，其特征在于，适用于至少包括多个电压基准芯片、AD芯片和数字信号处理电路的模拟信号处理电路，其中，任一所述电压基准芯片接入所述AD芯片的外部基准输入引脚，所述外部基准输入引脚与所述AD芯片的模拟输入引脚并联，剩余所述电压基准芯片分别接入所述AD芯片的不同模拟输入引脚；所述处理方法包括：所述数字信号处理电路向所述AD芯片发送同步采集信号；所述AD芯片基于所述同步采集信号，采集被测模拟信号和多路电压基准芯片提供的电压基准信号并进行模数转换，得到所述被测模拟信号转换后的数字信号和多路电压基准数字信号；所述数字信号处理电路接收所述数字信号和所述多路电压基准数字信号，并对所述多路电压基准数字信号进行有效性判断，利用有效的电压基准数字信号确定最终电压基准信号；所述数字信号处理电路利用所述最终电压基准信号对所述数字信号进行自校准处理，得到所述被测模拟信号对应的转换数值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数字信号处理电路对所述多路基准电压进行有效性判断，利用有效的电压基准数字信号确定最终基准信号，包括：所述数字信号处理电路对经所述AD芯片进行模数转换后的n个电压基准数字信号进行滤波和降噪处理，得到n个滤波后的电压基准信号；n为接入所述AD芯片的电压基准芯片的个数；所述数字信号处理电路计算所述n个滤波后的电压基准信号的偏差值；所述数字信号处理电路将得到的偏差值与阈值进行比较，并基于比较结果计算所述滤波后的电压基准信号的均值，将所述均值作为最终基准电压。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述数字信号处理电路对经所述AD芯片进行模数转换后的n个电压基准数字信号进行滤波和降噪处理，得到n个滤波后的电压基准信号，包括：所述数字信号处理电路对经所述AD芯片进行模数转换后的n个电压基准数字信号进行卡尔曼滤波处理，得到n个中间处理信号；所述数字信号处理电路去除得到所述n个中间处理信号时引入的噪声，得到n个滤波后的电压基准信号。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述数字信号处理电路将得到的偏差值与阈值进行比较，并基于比较结果计算所述滤波后的电压基准信号的均值，将所述均值作为最终电压基准信号，包括：针对得到的每一所述偏差值，所述数字信号处理电路将所述偏差值与阈值进行比较；若所述偏差值大于所述阈值，确认所述偏差值对应的滤波后的电压基准信号失效，并剔除；若所述偏差值不大于所述阈值，将下一偏差值与所述阈值进行比较；直至所有偏差值均完成比较后，计算未剔除的滤波后的电压基准信号的均值，将所述均值作为最终电压基准信号。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数字信号处理电路利用所述最终电压基准信号对所述数字信号进行自校准处理，得到所述被测模拟信号对应的转换数值，包括：
所述数字信号处理电路将所述最终电压基准信号和所述数字信号进行合并，得到所述被测模拟信号对应的转换数值。6.一种模拟信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘柱，王永贵，黄吕超，李温静，高远，李云鹏，韩学禹，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：