数据采集卡校准装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种数据采集卡校准装置，包括：放大器以及模数转换器，放大器的输出端连接所述模数转换器的输入端；还包括：校准电压源，与放大器的输入端连接；可编程逻辑门阵列模块，与模数转换器的输出端连接；偏移调整电路，偏移调整电路的输入端设置有零点数字电位器，所述零点数字电位器的输入端与可编程逻辑门阵列模块连接；偏移调整电路的输出端连接放大器的输入端；增益调整电路，增益调整电路的输入端设置有基准数字电位器，基准数字电位器的输入端与可编程逻辑门阵列模块连接；增益调整电路的输出端连接所述模数转换器。本实用新型专利技术实现了硬件校准全自动化，对数据采集卡的校准可以免去人为校准引入的误差，提高校准效率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及校准技术，特别涉及一种数据采集卡校准装置。
技术介绍
随着计算机技术的高速发展，基于PC技术的数据采集卡在测试测量领域发挥着不可替代的作用，该数据采集卡的结构可以参见图1，图1为现有技术数据采集卡的结构示意图。该图1主要示出了数据采集卡的几个主要模块，其可以包括放大器12、模数转换器13 以及主控制器14。其中，放大器12连接模拟输入11，并将采集到的模拟信号输入至模数转换器13，由模数转换器13将其转换为数字信号后传送至主控制器14，再由主控制器14对转换后的数字信号进行后续处理。测量精度是评估数据采集卡性能的一个重要参数；但是， 随着使用时间较长、环境温度变化、元器件老化与更替等因素的影响，数据采集卡的准确度指标会发生一定的变化，使得实际测量值偏离标称测量值，从而严重影响了数据采集卡的性能。现有技术中，为了确保数据采集卡的测量精度，定期或者测量前对数据采集卡进行校准仍然是不可缺少的必要手段。通常可以采用模拟电位器进行手动微调校准，如图1 所示，该方法是通过在采集卡电路的前端调理部分加入模拟电位器，通过电位器调节模数转换器13的偏移和增益。例如，可以通过偏移调整电路15修正采集卡的零点误差，通过增益调整电路16修正采集卡的增益误差，进而修正输入模数转换器13的模拟信号；其中的偏移调整电路15和增益调整电路16中设置有用于手动调节的模拟电位器。但是，这种方法的缺陷是，调试效率较低，一般完成对多通道卡的一次校准需要一小时左右，而且通过手动调节模拟电位器进行校准会弓I入人为误差。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种数据采集卡校准装置，解决现有技术中数据采集卡校准的准确度和效率均很低的问题，提高数据采集卡校准的效率和准确度。本技术提供一种数据采集卡校准装置，包括放大器以及模数转换器，所述放大器的输出端连接所述模数转换器的输入端；还包括校准电压源，与所述放大器的输入端连接；可编程逻辑门阵列模块，与所述模数转换器的输出端连接；偏移调整电路，所述偏移调整电路的输入端设置有零点数字电位器，所述零点数字电位器的输入端与所述可编程逻辑门阵列模块连接；所述偏移调整电路的输出端连接所述放大器的输入端；增益调整电路，所述增益调整电路的输入端设置有基准数字电位器，所述基准数字电位器的输入端与所述可编程逻辑门阵列模块连接；所述增益调整电路的输出端连接所述模数转换器。如上所述的数据采集卡校准装置，所述可编程逻辑门阵列模块包括用于存储理论码值的第一存储单元，以及用于存储所述模数转换器的采集数据的第二存储单元；用于根据所述理论码值判断所述采集数据是否合格的判断单元，所述判断单元分别与所述第一存储单元和第二存储单元连接；用于根据所述采集数据以及所述理论码值得到校准系数的处理单元，所述处理单元的一端与所述判断单元连接，另一端与所述零点数字电位器和基准数字电位器连接。如上所述的数据采集卡校准装置，所述可编程逻辑门阵列模块还包括通道设定单元，所述通道设定单元与所述判断单元连接。如上所述的数据采集卡校准装置，还包括自校准模式控制模块，与所述可编程逻辑门阵列模块连接。如上所述的数据采集卡校准装置，还包括存储器，与所述可编程逻辑门阵列模块连接。如上所述的数据采集卡校准装置，所述存储器为非易失性存储器。如上所述的数据采集卡校准装置，所述偏移调整电路还包括第一调整放大器； 所述第一调整放大器与所述零点数字电位器的输出端连接；所述第一调整放大器的输入端接地，输出端连接所述放大器的输入端。如上所述的数据采集卡校准装置，所述增益调整电路还包括第二调整放大器； 所述第二调整放大器与所述基准数字电位器的输出端连接；所述第二调整放大器的输入端连接基准电压，输出端连接所述模数转换器。本技术的数据采集卡校准装置，通过FPGA技术结合简单的外围电路可以实现整个数据采集系统全自动校准，运用FPGA的实时、高效性及可编程的灵活性，实现硬件校准全自动化；对数据采集卡的校准可以免去人为校准引入的误差，提高校准效率。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术数据采集卡的结构示意图；图2为本技术数据采集卡校准装置实施例的结构示意图；图3为本技术数据采集卡校准装置实施例的工作流程图。附图标记说明11-模拟输入；14-主控制器；17-校准电压源；20-基准数字电位器23-第一调整放大器12-放大器；15-偏移调整电路；18-FPGA 模块；21-自校准模式控制模块24-第二调整放大器；13-模数转换器； 16-增益调整电路； 19-零点数字电位器 22-存储器； 25-基准电压。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术的主要技术方案为，将现有技术中的模拟电位器转换为高分辨率的数字电位器，并且将该数字电位器和模数转换器均连接可编程逻辑门阵列 (Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)的主控模块，可以通过该FPGA模块自动比较和计算得到电位器的校准系数，并根据该校准系数向数字电位器输出控制信号，以使得该数字电位器可以根据该控制信号对模数转换器的零点和满度误差进行修正。通过采用 FPGA模块和数字电位器，可以大大提高数据采集卡校准的效率和准确度。下面通过附图和具体实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。图2为本技术数据采集卡校准装置实施例的结构示意图，如图2所示，该数据采集卡校准装置可以包括放大器12、模数转换器13、校准电压源17、FPGA模块18、偏移调整电路以及增益调整电路。其中，放大器12的输入端连接校准电压源17，放大器12的输出端连接模数转换器 13的输入端；模数转换器13的输出端连接FPGA模块18。偏移调整电路的输入端设置有零点数字电位器19，该零点数字电位器19的输入端与FPGA模块18连接；该偏移调整电路的输出端连接放大器12的输入端。增益调整电路的输入端设置有基准数字电位器20，该基准数字电位器20的输入端与FPGA模块18连接；该增益调整电路的输出端连接模数转换器 13。通过设置FPGA模块，可以由该模块自动比较模数转换器的采集数据以及理论码值，并自动计算得到电位器的校准系数，根据该校准系数对数字电位器输出控制信号，以使得该数字电位器可以根据该控制信号对模数转换器的零点和满度误差进行修正，相对于现有技术中的手动调整方式，大大提高了数据采集卡校准的效率和准确度。本实施例中，该FPGA模块18可以包括第一存储单元、第二存储单元、判断单元和处理单元。其中，模数转换器13获得的采集数据在传输到FPGA模块18之后，可以存储在上述的第二存本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种数据采集卡校准装置，包括放大器以及模数转换器，所述放大器的输出端连接所述模数转换器的输入端；其特征在于，还包括：校准电压源，与所述放大器的输入端连接；可编程逻辑门阵列模块，与所述模数转换器的输出端连接；偏移调整电路，所述偏移调整电路的输入端设置有零点数字电位器，所述零点数字电位器的输入端与所述可编程逻辑门阵列模块连接；所述偏移调整电路的输出端连接所述放大器的输入端；增益调整电路，所述增益调整电路的输入端设置有基准数字电位器，所述基准数字电位器的输入端与所述可编程逻辑门阵列模块连接；所述增益调整电路的输出端连接所述模数转换器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗宝龙，高鹏，
申请(专利权)人：北京阿尔泰科技发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11