[發(fā)明專利]一種模擬信號的處理方法及電路

在審

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• 申請日: 2022-05-09
• 公開（公告）號: CN114978174A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設計）人: 劉柱;王永貴;黃呂超;李溫靜;高遠;李云鵬;韓學禹
• 申請（專利權）人: 國網信息通信產業(yè)集團有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H03M1/10
• 分類號: H03M1/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 錢娜

本發(fā)明提供一種模擬信號的處理方法及電路，在該電路中多個電壓基準芯片中的任一電壓基準芯片接入AD芯片的外部基準輸入引腳，剩余電壓基準芯片接入AD芯片的不同模擬輸入引腳；數(shù)字信號處理電路向AD芯片發(fā)送同步采集信號，并接收AD芯片反饋的被測模擬信號轉換后的數(shù)字信號和多路電壓基準數(shù)字信號，由數(shù)字信號處理電路對多路電壓基準數(shù)字信號進行有效性判斷，并利用有效的電壓基準數(shù)字信號確定的最終電壓基準信號對所述數(shù)字信號進行自校準處理，得到被測模擬信號對應的轉換數(shù)值。在本方案中，對多個低成本電壓基準芯片提供的電壓基準信號優(yōu)化處理，利用優(yōu)化后電壓基準信號對被測模擬信號進行自校準，從而實現(xiàn)模擬信號的高精度處理的目的。

技術領域

本發(fā)明涉及信號處理技術領域，尤其涉及一種模擬信號的處理方法及電路。

背景技術

目前，通常采用AD芯片結合處理器的方式進行模擬信號的采集，具體為：首先，通過模擬前端采樣電路，將模擬信號轉換為在某一幅值范圍內的電壓信號；然后，將電壓信號接入AD芯片的模擬信號輸入管腳。其中，輸入的電壓信號的幅值由AD芯片通過對比輸入模擬信號和基準電壓，將模擬信號轉換為數(shù)字信號。

針對基準電壓的選擇，現(xiàn)有通常選擇采用內部和外部兩種基準電壓。其中，采用外部基準電壓需要接入高穩(wěn)定性的電壓基準芯片來確保模擬信號的轉換精度。但是，高穩(wěn)定性電壓基準芯片多采用進口，成本較高且供應鏈受限，而低成本電壓基準芯片因自身物理性能較差且易受外界環(huán)境影響的原因，在使用過程中所提供的基準電壓準確度偏差，進而影響模擬信號的轉換精度。

因此，當前亟需一種能夠提供穩(wěn)定、可靠的基準電壓的技術方案，以確保模擬信號的轉換精度達到要求。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種模擬信號的處理方法及電路，以實現(xiàn)模擬信號的高精度處理的目的。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供如下技術方案：

本發(fā)明實施例第一方面公開了一種模擬信號的處理方法，適用于至少包括多個電壓基準芯片、AD芯片和數(shù)字信號處理電路的模擬信號處理電路，其中，任一所述電壓基準芯片接入所述AD芯片的外部基準輸入引腳，所述外部基準輸入引腳與所述AD芯片的模擬輸入引腳并聯(lián)，剩余所述電壓基準芯片分別接入所述AD芯片的不同模擬輸入引腳；所述處理方法包括：

所述數(shù)字信號處理電路向所述AD芯片發(fā)送同步采集信號；

所述AD芯片基于所述同步采集信號，采集被測模擬信號和多路電壓基準芯片提供的電壓基準信號并進行模數(shù)轉換，得到所述被測模擬信號轉換后的數(shù)字信號和多路電壓基準數(shù)字信號；

所述數(shù)字信號處理電路接收所述數(shù)字信號和所述多路電壓基準數(shù)字信號，并對所述多路電壓基準數(shù)字信號進行有效性判斷，利用有效的電壓基準數(shù)字信號確定最終電壓基準信號；

所述數(shù)字信號處理電路利用所述最終電壓基準信號對所述數(shù)字信號進行自校準處理，得到所述被測模擬信號對應的轉換數(shù)值。

可選的，所述數(shù)字信號處理電路對所述多路基準電壓進行有效性判斷，利用有效的電壓基準數(shù)字信號確定最終基準信號，包括：

所述數(shù)字信號處理電路對經所述AD芯片進行模數(shù)轉換后的n個電壓基準數(shù)字信號進行濾波和降噪處理，得到n個濾波后的電壓基準信號；n為接入所述AD芯片的電壓基準芯片的個數(shù)；

所述數(shù)字信號處理電路計算所述n個濾波后的電壓基準信號的偏差值；

所述數(shù)字信號處理電路將得到的偏差值與閾值進行比較，并基于比較結果計算所述濾波后的電壓基準信號的均值，將所述均值作為最終基準電壓。

可選的，所述數(shù)字信號處理電路對經所述AD芯片進行模數(shù)轉換后的n個電壓基準數(shù)字信號進行濾波和降噪處理，得到n個濾波后的電壓基準信號，包括：