[发明专利]一种分段线性实时积分误差补偿方法及其积分电路

权利要求书

1.一种分段线性实时积分误差补偿方法，其特征在于：设积分器工作时间为T，将积分器工作时间划分为N个区间，N为大于1的整数；确定每个区间对地积分的线性函数，然后利用每个区间的线性函数对相应区间进行积分误差补偿；具体包括如下步骤：

(1)首先将积分器输入端接地，使积分器对地积分，积分时间为T；然后以△t为采样间隔，采集积分时间T内积分器输出的模拟电压并转换为数字量(t_i,v_i)，其中t_i为采样时刻，v_i为采样时刻t_i处对应的积分器输出电压，i＝0、1、2、3、……、n，n为采样点个数；

从t₁开始，依次计算相邻两个采样时刻t_i和t_i+1之间的积分器输出电压差值△v_i：△v_i＝v_i+1-v_i；

设置阈值δ，依次比较△v_i与阈值δ的大小，并筛选出△v_i≥δ所对应的所有采样时刻t_i，然后以筛选出的采样时刻为区间分界限，将积分器工作时间T划分为N个区间；若所有的△v_i皆小于δ，则重新调整阈值δ，直至使N>1；存储各个区间的起始数据和末端数据；

(2)用v＝at+b作为线性函数模型，采用两点法计算各区间对地积分的的线性函数：

假设第m个区间的起始数据和末端数据分别为(t_p,v_p)、(t_q,v_q)，则该区间的斜率截距线性函数为

(3)将积分器输入端连接输入信号，对输入信号进行积分，同时利用步骤(2)中求出的各区间对地积分的线性函数来补偿积分器对输入信号积分的误差：

假设在第m个区间的任意采样时刻t_j积分器的输出电压为v_Oj，则补偿后的输出电压v_O为v_O＝v_Oj-a_mt_j-b_m。

2.一种用于权利要求1所述分段线性实时积分误差补偿方法的积分电路，其特征在于：包括模拟积分电路模块、ADC模块、FPGA模块和DAC模块；

所述模拟积分电路模块包括运算放大器、电容、电阻以及双掷电子开关，用于实现积分、切换输入信号以及对电容放电的功能；

所述ADC模块用于将所述模拟积分电路模块输出的模拟电压转换为数字量并送入FPGA模块内；

所述FPGA模块包括：逻辑控制单元、ADC控制器、△v计算单元、△v判断单元、存储单元、线性函数求解存储单元、计时单元、误差补偿单元、DAC控制器；所述FPGA模块用于对接收到的数字量进行误差求解或误差补偿后输出至DAC模块；

所述DAC模块用于将补偿后的数字量转换为模拟电压并输出。

3.根据权利要求2所述的积分电路，其特征在于：所述逻辑控制单元用于产生逻辑控制信号，协调各个模块的工作时序；所述ADC控制器用于产生ADC控制信号，控制ADC模块的工作；所述△v计算单元用于在积分器对地积分时，计算相邻两个采样时刻之间的积分器输出电压差值△v_i；所述△v判断单元用于比较△v_i与设定阈值δ的大小，并筛选出△v_i≥δ所对应的所有采样时刻t_i；所述存储单元用于存储所述△v判断单元筛选出的采样时刻以及各个区间的起始数据和末端数据；所述线性函数求解存储单元用于求解并存储积分器对地积分时各个区间的线性函数；所述计时单元用于在积分器对输入信号积分时，判断各采样时刻所处的区间；所述误差补偿单元用于根据各采样时刻所处的区间，调用该区间的线性函数，对积分器的输出电压进行补偿并输出给DAC模块；所述DAC控制器用于产生DAC控制信号，控制DAC模块的工作。