System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() MCU内置ADC模块全通道精度及串扰测试电路及测试方法技术_技高网

MCU内置ADC模块全通道精度及串扰测试电路及测试方法技术

技术编号:44203776 阅读:20 留言:0更新日期:2025-02-06 18:38
本发明专利技术涉及MCU微处理器开发过程中,对微处理器内置ADC模块各通道精度和通道间串扰测试技术领域,具体的说是一种MCU内置ADC模块全通道精度及串扰的电路和测试方法。一种MCU内置ADC模块全通道的测试电路,其特征在于:测试电路包括供电单元、信号发生器、第一输入阵列、第一切换开关阵列、第一滤波RC阵列、待测内置ADC模块的MCU芯片、PC机及VX1000设备,以及支持将MCU的ADC结果寄存器值通过VX1000传输到PC机的软件。同现有技术相比,克服了单通道抽点测试的通道数少和数据量小的缺点,结合软件和硬件对ADC模块全电压域精度测试,可以更全面、更快速、更灵活地对MCU内置ADC模块进行测试;可以尽早发现芯片开发中ADC模块精度低和通道间耦合等问题,实现提升产品性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及mcu微处理器开发过程中,对微处理器内置adc模块各通道精度和通道间串扰测试,具体的说是一种mcu内置adc模块全通道精度及串扰的电路和测试方法。


技术介绍

1、一款mcu的性能优劣,很大程度是由其adc模块精度决定的。项目应用中判断一款mcu芯片是否可用,adc模块精度是衡量mcu性能极重要的一个指标,特别是一些对模拟信号精度要求很高的领域。adc模块作为mcu的一个重要组成部分,在芯片开发阶段,如何快速、全面反映出adc模块的性能是否满足设计要求,是芯片开发设计过程中十分关心的一个问题。

2、adc模块精度不仅受到失调误差(offset)、增益误差(gain)、微分非线性(dnl)、积分非线性(inl)等静态参数影响,还受到信噪比(snr),总谐波失真(thd)、无杂散动态范围(sfdr)、实际有效位数(enob)等动态参数影响。但这些参数影响最终都会表现在adc精度上,直接测试adc在全电压域的精度,其测试结果可以直观地反映出adc模块性能。

3、因此,在芯片开发阶段,应尽早发现adc模块存在的问题,在后续流片中优化芯片设计,提高芯片性能降低研发成本。


技术实现思路

1、本专利技术为克服现有技术的不足,本专利技术提供一种mcu内置adc模块全通道精度及串扰的电路和测试方法,在芯片开发阶段,验证mcu内置adc精度是否满足理论设计值。

2、为实现上述目的,设计一种mcu内置adc模块全通道的测试电路,其特征在于:所述的测试电路包括供电单元、信号发生器、第一输入阵列、第一切换开关阵列、第一滤波rc阵列、待测内置adc模块的mcu芯片、pc机及vx1000设备,以及支持将mcu的adc结果寄存器值通过vx1000传输到pc机的软件,

3、所述的供电单元:被配置为待测内置adc模块的mcu芯片提供所需的电压电源以及adc模块所需参考电压,并分别通过第一滤波电容和第二滤波电容与待测内置adc模块的mcu芯片连接;

4、所述的待测内置adc模块的mcu芯片:内置adc模块、mcu微处理器,adc模块中包括group0、group1、group2、group3、group4输入信号端,待测内置adc模块的mcu芯片分别连接供电单元、第一输入阵列、第一切换开关阵列、第一滤波rc阵列pc机及vx1000;

5、所述的信号发生器:被配置为产生adc模块所需各类测试信号,输出端分别连接示波器、第一输入阵列;

6、所述的第一输入阵列:被配置为给adc模块中各group输入信号发生器的信号,第一输入阵列包括p0、p1、p2、p3、p4、adc_input输入信号端,第一输入阵列分别连接信号发生器、第一切换开关阵列、第一滤波rc阵列,第一输入阵列的p0输入信号端细化为第二输入阵列;

7、所述的第一切换开关阵列:被配置为给adc模块中各group信号源信号切换,第一切换开关阵列包括s0、s1、s2、s3、s4开关组,第一切换开关阵列实现各group信号单独输入或集中由第一输入阵列的adc_input输入信号端输入,第一切换开关阵列的s0开关组细化为第二切换开关阵列;

8、所述的第一滤波rc阵列:被配置为给adc模块中各group输入口滤波电路,将高频杂波滤除掉,第一滤波rc阵列包括rc0、rc1、rc2、rc3、rc4滤波阵列,第一滤波rc阵列的rc0滤波阵列细化为第二滤波rc阵列;

9、所述的pc机+vx1000设备:被配置为完成对mcu微处理器程序的刷写,读取adc模块寄存器的值,并将adc模块寄存器的数据实时传输出来。

10、所述的第二输入阵列为将第一输入阵列的p0输入信号端和adc模块的group0输入信号端细化后的电路,p0细分为p0.0~p0.7,对应的group0细分为ch0.0~ch0.7八个通道信号输入口。

11、所述的第二切换开关阵列为将第一切换开关阵列的s0开关组和adc模块的group0输入信号端细化后的电路,s0细分为s0.0~s0.7八个切换开关,实现单个通道单独输入信号和所有通道集中输入信号,第二切换开关阵列分别连接第二输入阵列、第二滤波rc阵列、第一输入阵列的adc_input输入信号端。

12、所述的第二滤波rc阵列将第一滤波rc阵列的rc0滤波阵列和adc模块的group0输入信号端细化后的电路,r0/c0细分为r0.0/c0.1~r0.7/c0.7八个阵列,第二滤波rc阵列分别连接第二输入阵列、第二切换开关阵列、adc模块group0的ch0.0~ch0.7通道。

13、所述的信号发生器将输入信号得出输入函数,通过对pc机及vx1000读取的数据处理后与输入函数做差分析,得出各通道的精度和串扰分析结果。

14、所述的示波器被配置为对信号发生器输出信号质量的校验,确认信号发生器输出信号质量满足试验要求。

15、所述的供电单元为电源管理芯片型号为infineon tlf3558x或nxp fs26等系列。

16、一种利用mcu内置adc模块全通道测试电路的精度及串扰测试方法,所述的测试方法包括全通道adc精度测试方法、全通道adc串扰测试方法。

17、所述的全通道adc精度测试方法的具体流程如下:

18、(11)根据待测内置adc模块的mcu芯片中的adc模块检测到的电压范围,将信号发生器生成所需频率和幅值的三角波,并将信号发生器输出信号接到示波器探头和第一输入阵列的adc_input输入信号端;

19、(12)将第一切换开关阵列的s0~s4开关组全部闭合,即全部adc模块中的单个输入通道统一接到adc_input输入信号端,给全通道相同信号;

20、(13)确认待测内置adc模块的mcu芯片中的mcu微处理器是否工作正常,由于adc模块结果寄存器只能保存单次采样数据,因此需要通过pc机+vx1000将adc模块结果寄存器的值读取出来,保存为xls表格形式,第一列数据设置为时间,第二列数据至第四十一列为group0~group4共40个adc通道的电压值,将以上数据用于步骤(14)~步骤(16)分析;

21、(14)由于各通道的电压值是随时间变化是一个周期函数,分析0~5v电压范围内精度,只需要分析一个周期数据即可;

22、(15)由第一步可知为一个过零点的周期函数,以第一个周期为例对输入信号函数进行计算分析:在[0,0.5s]区间内,函数为y=10x;在[0.5s,1s]区间,函数为y=10-10x;其中,x为时间,y为电压;

23、(16)adc模块全通道精度计算,将步骤(15)的5个group共40个ch通道的数据在相同时间与步骤(16)理论值做差,得出各时刻实测值与理论值之间的误差。

24、所述的全通道adc串扰测试方法的具体流程如下:

25、(21)根据待测内置adc模块的mcu芯本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种MCU内置ADC模块全通道的测试电路,其特征在于:所述的测试电路包括供电单元、信号发生器、第一输入阵列、第一切换开关阵列、第一滤波RC阵列、待测内置ADC模块的MCU芯片、PC机及VX1000设备,以及支持将MCU的ADC结果寄存器值通过VX1000传输到PC机的软件;

2.根据权利要求1所述的一种MCU内置ADC模块全通道的测试电路,其特征在于:所述的第二输入阵列为将第一输入阵列的P0输入信号端和ADC模块的Group0输入信号端细化后的电路,P0细分为P0.0~P0.7,对应的Group0细分为CH0.0~CH0.7八个通道信号输入口。

3.根据权利要求1所述的一种MCU内置ADC模块全通道的测试电路,其特征在于:所述的第二切换开关阵列为将第一切换开关阵列的S0开关组和ADC模块的Group0输入信号端细化后的电路,S0细分为S0.0~S0.7八个切换开关,实现单个通道单独输入信号和所有通道集中输入信号,第二切换开关阵列分别连接第二输入阵列、第二滤波RC阵列、第一输入阵列的ADC_INPUT输入信号端。

4.根据权利要求1所述的一种MCU内置ADC模块全通道的测试电路,其特征在于:所述的第二滤波RC阵列将第一滤波RC阵列的RC0滤波阵列和ADC模块的Group0输入信号端细化后的电路,R0/C0细分为R0.0/C0.1~R0.7/C0.7八个阵列,第二滤波RC阵列分别连接第二输入阵列、第二切换开关阵列、ADC模块Group0的CH0.0~CH0.7通道。

5.根据权利要求1所述的一种MCU内置ADC模块全通道的测试电路,其特征在于:所述的信号发生器将输入信号得出输入函数,通过对PC机及VX1000读取的数据处理后与输入函数做差分析,得出各通道的精度和串扰分析结果。

6.根据权利要求1所述的一种MCU内置ADC模块全通道的测试电路,其特征在于:所述的示波器被配置为对信号发生器输出信号质量的校验,确认信号发生器输出信号质量满足试验要求。

7.根据权利要求1所述的一种MCU内置ADC模块全通道的测试电路,其特征在于:所述的供电单元为电源管理芯片型号为Infineon TLF3558X或NXP FS26等系列。

8.一种利用权利要求1所述的MCU内置ADC模块全通道测试电路的精度及串扰测试方法,其特征在于:所述的测试方法包括全通道ADC精度测试方法、全通道ADC串扰测试方法。

9.根据权利要求8所述的一种MCU内置ADC模块全通道测试电路的精度及串扰测试方法,其特征在于:所述的全通道ADC精度测试方法的具体流程如下:

10.根据权利要求6所述的一种MCU内置ADC模块全通道测试电路的精度及串扰测试方法,其特征在于:所述的全通道ADC串扰测试方法的具体流程如下:

...

【技术特征摘要】

1.一种mcu内置adc模块全通道的测试电路,其特征在于:所述的测试电路包括供电单元、信号发生器、第一输入阵列、第一切换开关阵列、第一滤波rc阵列、待测内置adc模块的mcu芯片、pc机及vx1000设备,以及支持将mcu的adc结果寄存器值通过vx1000传输到pc机的软件;

2.根据权利要求1所述的一种mcu内置adc模块全通道的测试电路,其特征在于:所述的第二输入阵列为将第一输入阵列的p0输入信号端和adc模块的group0输入信号端细化后的电路,p0细分为p0.0~p0.7,对应的group0细分为ch0.0~ch0.7八个通道信号输入口。

3.根据权利要求1所述的一种mcu内置adc模块全通道的测试电路,其特征在于:所述的第二切换开关阵列为将第一切换开关阵列的s0开关组和adc模块的group0输入信号端细化后的电路,s0细分为s0.0~s0.7八个切换开关,实现单个通道单独输入信号和所有通道集中输入信号,第二切换开关阵列分别连接第二输入阵列、第二滤波rc阵列、第一输入阵列的adc_input输入信号端。

4.根据权利要求1所述的一种mcu内置adc模块全通道的测试电路,其特征在于:所述的第二滤波rc阵列将第一滤波rc阵列的rc0滤波阵列和adc模块的group0输入信号端细化后的电路,r0/c0细分为r0.0/c0.1~r0.7/c0.7八...

【专利技术属性】
技术研发人员:李建新宋典昆吴世保聂晓晖吴晓敏陆劲锋
申请(专利权)人:博世华域转向系统有限公司
类型:发明
国别省市:

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