【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及积分电路，具体涉及一种高精度积分电路。
技术介绍
1、积分电路由运算放大器与电阻、电容器等构成，可将输入的微分信号进行积分运算，被广泛应用于多种场合。大部分应用对于积分电路误差的容忍度较高，但是在一些特殊应用中，积分电路需要具有非常高的精度。譬如：在pid控制器中，积分电路的精度直接关系到控制系统的稳定性和控制精度。如果积分电路存在误差，可能会导致系统的过冲或欠冲，影响控制效果。
2、由此可见，如何设计一种可以同时补偿线性误差和非线性误差的高精度积分电路是本领域亟需解决的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一高精度积分电路，包括：
2、模拟电路，包括电子开关模块和两个相同的积分模块，其中，所述积分模块包括两个模拟积分电路和一个仪表放大器；两个模拟积分电路的输入端分别接地和输入信号，所述仪表放大器的两个输入端分别与两个模拟积分电路连接，所述仪表放大器的输出端为单个积分模块的最终输出；以及
3、数字电路，包括两个相同的adc模块、一个fpga模块和dac模块，其中，两个adc模块的输入端分别与两个积分模块的输出端连接以用于将所述积分模块输出的模拟信号转换为数字信号并输出至所述fpga模块、在所述fpga模块中完成非线性误差补偿和线性误差补偿、再经所述dac模块将数字信号转换为模拟信号输出得到最终信号。
4、进一步的，所述fpga模块包括pll锁相单元、逻辑控制单元、adc驱动单元、非线性误差补偿单
5、所述pll锁相单元用于接收外部晶振产生的50mhz信号，并将50mhz信号进行约束转换为各个功能单元正常工作所需的频率，为每个功能单元提供各自所需的时钟信号；
6、所述逻辑控制单元用于产生逻辑控制信号，协调各个功能单元的工作时序，且控制所述电子开关模块的闭合和断开，使得两个所述积分模块交替工作；
7、所述adc驱动单元用于产生adc控制信号以驱动所述adc模块工作；
8、所述非线性误差补偿单元将所述adc模块输入的信号进行实时非线性误差补偿，并将补偿完成的结果输出给所述线性误差计算存储单元和所述线性误差补偿单元；
9、所述线性误差计算存储单元用于求解并存储每个所述积分模块在各自工作区间的线性误差补偿模型，并将求解完成的模型数据输出至所述线性误差补偿单元；
10、所述线性误差补偿单元根据每个所述积分模块工作时所处的区间、调用相邻工作区间的线性误差补偿模型以对积分信号进行线性补偿并输出至所述拼接单元；
11、所述拼接单元接收所述逻辑控制单元发出的拼接指令，根据拼接指令将来自两个线性误差补偿单元的输出信号拼接至一起以形成最终完整的输出信号，并将最终完整的输出信号输出至所述dac模块；
12、所述dac驱动单元用于产生dac控制信号以驱动所述dac模块工作。
13、进一步的，两个积分模块为第一积分模块与第二积分模块；两个adc模块为第一adc模块与第二adc模块；其中：
14、在上半个工作周期，第一积分模块的输入端接地、输出端接第一adc模块；第二积分模块的输入端接输入信号、输出端接第二adc模块；
15、在下半个工作周期，第一积分模块的输入端接输入信号、输出端接第一adc模块；第二积分模块的输入端接地、输出端接第二adc模块。
16、进一步的，所述adc模块的分辨率范围为8-32。
17、进一步的，所述dac模块的分辨率范围为8-32。
18、优选的，所述fpga模块中的fpga芯片的型号为ep2c8q208c8n。
19、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
20、与一般的模拟积分电路直接输出模拟信号不同，本专利技术提供的积分电路采用模拟电路和数字电路相结合的方式，将模拟积分电路输出的模拟信号经过adc模块转换为数字信号传输至fpga模块，在fpga模块中完成非线性误差补偿和线性误差补偿，然后经过dac模块将数字信号转换为模拟信号进行输出得到最终信号。实现可以同时补偿一般模拟积分电路中普遍存在的线性误差和非线性误差，从而提高了积分电路的精度，使其满足一些特殊应用场景下对积分电路输出信号高精度的需求。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高精度积分电路，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的高精度积分电路，其特征在于，所述FPGA模块包括pll锁相单元、逻辑控制单元、ADC驱动单元、非线性误差补偿单元、线性误差计算存储单元、线性误差补偿单元、拼接单元以及DAC驱动单元；其中：
3.根据权利要求1所述的高精度积分电路，其特征在于，两个积分模块为第一积分模块与第二积分模块；两个ADC模块为第一ADC模块与第二ADC模块；其中：
4.根据权利要求1所述的高精度积分电路，其特征在于，所述ADC模块的分辨率范围为8-32。
5.根据权利要求1所述的高精度积分电路，其特征在于，所述DAC模块的分辨率范围为8-32。
6.根据权利要求1所述的高精度积分电路，其特征在于，所述FPGA模块中的FPGA芯片的型号为EP2C8Q208C8N。
【技术特征摘要】
1.一种高精度积分电路，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的高精度积分电路，其特征在于，所述fpga模块包括pll锁相单元、逻辑控制单元、adc驱动单元、非线性误差补偿单元、线性误差计算存储单元、线性误差补偿单元、拼接单元以及dac驱动单元；其中：
3.根据权利要求1所述的高精度积分电路，其特征在于，两个积分模块为第一积分模块与第二积分模块；两个adc...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘冬梅，梁潇，潘肖蕾，阮久福，沈飊，陈大龙，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。