[實(shí)用新型]數(shù)據(jù)采集卡校準(zhǔn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120033429.2
• 申請日: 2011-01-30
• 公開（公告）號: CN202025338U
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅寶龍;高鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 北京阿爾泰科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: G06K17/00
• 分類號: G06K17/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及校準(zhǔn)技術(shù)，特別涉及一種數(shù)據(jù)采集卡校準(zhǔn)裝置。

背景技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，基于PC技術(shù)的數(shù)據(jù)采集卡在測試測量領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用，該數(shù)據(jù)采集卡的結(jié)構(gòu)可以參見圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)數(shù)據(jù)采集卡的結(jié)構(gòu)示意圖。該圖1主要示出了數(shù)據(jù)采集卡的幾個主要模塊，其可以包括放大器12、模數(shù)轉(zhuǎn)換器13以及主控制器14。其中，放大器12連接模擬輸入11，并將采集到的模擬信號輸入至模數(shù)轉(zhuǎn)換器13，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器13將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后傳送至主控制器14，再由主控制器14對轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進(jìn)行后續(xù)處理。測量精度是評估數(shù)據(jù)采集卡性能的一個重要參數(shù)；但是，隨著使用時間較長、環(huán)境溫度變化、元器件老化與更替等因素的影響，數(shù)據(jù)采集卡的準(zhǔn)確度指標(biāo)會發(fā)生一定的變化，使得實(shí)際測量值偏離標(biāo)稱測量值，從而嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)采集卡的性能。

現(xiàn)有技術(shù)中，為了確保數(shù)據(jù)采集卡的測量精度，定期或者測量前對數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行校準(zhǔn)仍然是不可缺少的必要手段。通常可以采用模擬電位器進(jìn)行手動微調(diào)校準(zhǔn)，如圖1所示，該方法是通過在采集卡電路的前端調(diào)理部分加入模擬電位器，通過電位器調(diào)節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換器13的偏移和增益。例如，可以通過偏移調(diào)整電路15修正采集卡的零點(diǎn)誤差，通過增益調(diào)整電路16修正采集卡的增益誤差，進(jìn)而修正輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器13的模擬信號；其中的偏移調(diào)整電路15和增益調(diào)整電路16中設(shè)置有用于手動調(diào)節(jié)的模擬電位器。但是，這種方法的缺陷是，調(diào)試效率較低，一般完成對多通道卡的一次校準(zhǔn)需要一小時左右，而且通過手動調(diào)節(jié)模擬電位器進(jìn)行校準(zhǔn)會引入人為誤差。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種數(shù)據(jù)采集卡校準(zhǔn)裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)據(jù)采集卡校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度和效率均很低的問題，提高數(shù)據(jù)采集卡校準(zhǔn)的效率和準(zhǔn)確度。

本實(shí)用新型提供一種數(shù)據(jù)采集卡校準(zhǔn)裝置，包括：放大器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述放大器的輸出端連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端；還包括：

校準(zhǔn)電壓源，與所述放大器的輸入端連接；

可編程邏輯門陣列模塊，與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端連接；

偏移調(diào)整電路，所述偏移調(diào)整電路的輸入端設(shè)置有零點(diǎn)數(shù)字電位器，所述零點(diǎn)數(shù)字電位器的輸入端與所述可編程邏輯門陣列模塊連接；所述偏移調(diào)整電路的輸出端連接所述放大器的輸入端；

增益調(diào)整電路，所述增益調(diào)整電路的輸入端設(shè)置有基準(zhǔn)數(shù)字電位器，所述基準(zhǔn)數(shù)字電位器的輸入端與所述可編程邏輯門陣列模塊連接；所述增益調(diào)整電路的輸出端連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

如上所述的數(shù)據(jù)采集卡校準(zhǔn)裝置，所述可編程邏輯門陣列模塊包括：用于存儲理論碼值的第一存儲單元，以及用于存儲所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采集數(shù)據(jù)的第二存儲單元；用于根據(jù)所述理論碼值判斷所述采集數(shù)據(jù)是否合格的判斷單元，所述判斷單元分別與所述第一存儲單元和第二存儲單元連接；用于根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)以及所述理論碼值得到校準(zhǔn)系數(shù)的處理單元，所述處理單元的一端與所述判斷單元連接，另一端與所述零點(diǎn)數(shù)字電位器和基準(zhǔn)數(shù)字電位器連接。

如上所述的數(shù)據(jù)采集卡校準(zhǔn)裝置，所述可編程邏輯門陣列模塊還包括通道設(shè)定單元，所述通道設(shè)定單元與所述判斷單元連接。

如上所述的數(shù)據(jù)采集卡校準(zhǔn)裝置，還包括：自校準(zhǔn)模式控制模塊，與所述可編程邏輯門陣列模塊連接。

如上所述的數(shù)據(jù)采集卡校準(zhǔn)裝置，還包括：存儲器，與所述可編程邏輯門陣列模塊連接。

如上所述的數(shù)據(jù)采集卡校準(zhǔn)裝置，所述存儲器為非易失性存儲器。

如上所述的數(shù)據(jù)采集卡校準(zhǔn)裝置，所述偏移調(diào)整電路還包括：第一調(diào)整放大器；所述第一調(diào)整放大器與所述零點(diǎn)數(shù)字電位器的輸出端連接；所述第一調(diào)整放大器的輸入端接地，輸出端連接所述放大器的輸入端。

如上所述的數(shù)據(jù)采集卡校準(zhǔn)裝置，所述增益調(diào)整電路還包括：第二調(diào)整放大器；所述第二調(diào)整放大器與所述基準(zhǔn)數(shù)字電位器的輸出端連接；所述第二調(diào)整放大器的輸入端連接基準(zhǔn)電壓，輸出端連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)采集卡校準(zhǔn)裝置，通過FPGA技術(shù)結(jié)合簡單的外圍電路可以實(shí)現(xiàn)整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)全自動校準(zhǔn)，運(yùn)用FPGA的實(shí)時、高效性及可編程的靈活性，實(shí)現(xiàn)硬件校準(zhǔn)全自動化；對數(shù)據(jù)采集卡的校準(zhǔn)可以免去人為校準(zhǔn)引入的誤差，提高校準(zhǔn)效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。