專利名稱：傳感器動態(tài)非線性實(shí)時校正系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感器，特別是一種以數(shù)字信號處理器(DSP)為核心的傳感器動態(tài)非線性實(shí)時校正系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著生產(chǎn)和科技的發(fā)展，人們愈來愈多地要求測量動態(tài)非電量。因此，傳感器動態(tài)特性的研究引起了人們的重視，并在傳感器動態(tài)校正(補(bǔ)償)方面取得了較大的進(jìn)展。其中，合肥工業(yè)大學(xué)徐科軍等研制了一種以數(shù)字信號處理器(DSP)為核心，具有動態(tài)解耦-補(bǔ)償功能的多維力傳感器的實(shí)時動態(tài)校正系統(tǒng)(申報中國發(fā)明專利，申請日1999.6.4，申請?zhí)?9108264.8，2003.3.14.發(fā)出授權(quán)通知書，“多維力傳感器的實(shí)時動態(tài)校正系統(tǒng)”)。但是，人們基本上是把傳感器作為線性系統(tǒng)，采用線性方法對其進(jìn)行動態(tài)校正。當(dāng)傳感器動態(tài)特性中存在非線性時，線性的校正方法就不起作用，或效果較差。為此，人們研究動態(tài)非線性校正方法。國外學(xué)者Antonio Pardo等提出基于神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的非線性逆動態(tài)系統(tǒng)，去解決氣敏傳感器系統(tǒng)的動態(tài)非線性問題(IEEE Trans.on IM，1998，Vol.47，No.3，pp.644-651，“Nonlinear inverse dynamic models of gas sensing system basedon chemical sensor arrays for quantitative measurements”)。國內(nèi)合肥工業(yè)大學(xué)徐科軍等人提出用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)方法校正傳感器的動態(tài)非線性特性(第三屆全球華人智能控制智能自動化大會論文集，2000，pp.1501-1504，合肥中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，“傳感器動態(tài)非線性補(bǔ)償?shù)难芯俊?。
國內(nèi)外在傳感器動態(tài)非線性特性校正方面存在以下問題(1)國外學(xué)者提出的基于神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)非線性校正方法，實(shí)時性很差。因?yàn)椴捎玫氖荁P神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，計算量大，只能適用于響應(yīng)速度很慢的傳感器，而且對傳感器的輸入信號有要求，從而使這種方法應(yīng)用范圍很局限。
(2)國內(nèi)提出的基于函數(shù)連接型神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)非線性校正方法，只能應(yīng)用于特定形式或特定幅值的輸入信號。由于非線性系統(tǒng)不滿足齊次性和疊加性，這種方法不適用于不同幅值和不同形式的動態(tài)響應(yīng)，應(yīng)用范圍也很局限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供以DSP為核心、具有實(shí)時動態(tài)非線性校正功能的傳感器信號處理系統(tǒng)。本發(fā)明可以對傳感器的1路或多路輸出信號進(jìn)行采樣，再進(jìn)行動態(tài)非線性校正，同時解決傳感器中存在的動態(tài)響應(yīng)速度慢和非線性的問題。
本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，采用了如下的技術(shù)方案。該系統(tǒng)由模擬輸入通道、DSP(例如，AD公司的DSP芯片ADSP2189M)、模擬輸出通道、邏輯控制電路、閃速存儲器(FLASH)、串行接口電路以及相應(yīng)的軟件組成。模擬輸入通道由1個或多個(例如，2個)采樣/保持器(S/H)、1個模擬多路開關(guān)(MUX)、1個放大器(AMP)和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)組成。輸出通道由多個數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(D/A)和多個濾波器組成。邏輯控制電路主要由譯碼器組成。本發(fā)明以ADSP2189M EZ-KIT LITE(AD公司為ADSP2189M設(shè)計的最小系統(tǒng)，其中包括ADSP2189M芯片、FLASH、串行接口電路等)為核心，采用動態(tài)非線性校正算法，實(shí)時處理傳感器的動態(tài)響應(yīng)信號，既消除傳感器的非線性，又提高傳感器動態(tài)響應(yīng)的快速性。
傳感器的2路輸出信號與本發(fā)明系統(tǒng)的2個采樣/保持(S/H)的輸入端相連。ADSP2189M根據(jù)采樣頻率控制S/H進(jìn)行采樣或保持。多路開關(guān)(MUX)對2路信號輪流切換，經(jīng)放大電路(AMP)放大后，送模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D)處理。AMP為A/D提供最佳的輸入量程。A/D的狀態(tài)線BUSY腳與ADSP2189M的可編程輸入、輸出口(PF口)相連，ADSP2189M通過查詢BUSY腳的狀態(tài)來決定讀數(shù)的時間。當(dāng)ADSP2189M采進(jìn)同一時刻的2路信號后，進(jìn)行動態(tài)非線性校正，其結(jié)果由2個數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(D/A)同時輸出，濾波電路用來去除D/A轉(zhuǎn)換后的毛刺。邏輯控制電路在ADSP2189M的程序控制下，決定A/D和D/A的片選狀態(tài)。本發(fā)明是以校正傳感器2路動態(tài)非線性響應(yīng)為例，其方法和方案對校正傳感器1路和3路或3路以上的動態(tài)非線性響應(yīng)同樣適用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于對一些具有動態(tài)非線性特性的傳感器可以分解為一個動態(tài)線性環(huán)節(jié)和靜態(tài)非線性環(huán)節(jié)?；谶@種分解，傳感器的動態(tài)非線性模型可以由一個靜態(tài)非線性環(huán)節(jié)串接一個動態(tài)線性環(huán)節(jié)來表示，稱其為Hammerstein模型；或者由一個動態(tài)線性環(huán)節(jié)串接一個靜態(tài)非線性環(huán)節(jié)來表示，稱其為Wiener模型。即傳感器的動態(tài)非線性可以由Hammerstein模型或者Wiener模型來描述。當(dāng)傳感器的動態(tài)非線性特性用Hammersein模型描述時，動態(tài)非線性校正的順序是先進(jìn)行動態(tài)線性補(bǔ)償，再進(jìn)行靜態(tài)非線性校正。當(dāng)傳感器的動態(tài)非線性特性用Wiener模型描述時，動態(tài)非線性校正的順序是先進(jìn)行靜態(tài)非線性校正，再進(jìn)行動態(tài)線性補(bǔ)償。這樣可以克服以往動態(tài)非線性校正方法的局限，可以對不同形式和不同幅度的動態(tài)非線性響應(yīng)進(jìn)行校正，并保證其處理的實(shí)時性。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的硬件框圖，系統(tǒng)由ADSP2189M EZ-KIT LITE(或ADSP2189M、FLASH、串行接口電路等)、模擬輸入通道、模擬輸出通道和邏輯控制電路組成。
圖2是本發(fā)明系統(tǒng)的采樣/保持器的電路圖。
圖3是本發(fā)明的模擬多路開關(guān)的電路圖。
圖4是本發(fā)明的放大器的電路圖。
圖5是本發(fā)明的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的電路圖。
圖6是本發(fā)明的電平轉(zhuǎn)換器件的電路圖。
圖7是本發(fā)明的譯碼器的電路圖。
圖8是本發(fā)明的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的電路圖。
圖9是本發(fā)明的濾波器的電路圖。
圖10是本發(fā)明的系統(tǒng)軟件總體流程圖。
圖11是本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集流程圖。
圖12是本發(fā)明的動態(tài)線性補(bǔ)償流程圖。
圖13是本發(fā)明的靜態(tài)非線性校正流程圖。
圖14是通道1的動態(tài)非線性響應(yīng)。
圖15是通道2的動態(tài)非線性響應(yīng)。
圖16是通道1的校正結(jié)果，其中，曲線1為通道1動態(tài)非線性響應(yīng)，曲線2為通道1的校正結(jié)果。
圖17是通道2的校正結(jié)果，其中，曲線1為通道2動態(tài)非線性響應(yīng)，曲線2為通道2的校正結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)例對本發(fā)明做詳細(xì)說明。
傳感器的2路輸出信號連到本發(fā)明系統(tǒng)的2個S/H的輸入端，如圖2所示。LF398N的第2腳上接24k電阻和1k電位器組成直流調(diào)零電路。第6腳與第7腳之間接1個1000pF的保持電容。第8腳為采樣/保持控制信號端，應(yīng)該直接與ADSP2189M的可編程輸入、輸出口PF0相連。但是，由于ADSP2189M的IO口高電平為3.3V，而LF398N的采樣高電平為5V。為了使采樣/保持器能夠穩(wěn)定正常工作，PF0要經(jīng)過74FCT164245電平轉(zhuǎn)換，將高電平由3.3V提升到5V，變成cPF0。由ADSP2189M控制采樣/保持狀態(tài)，高電平采樣，低電平保持。
2路S/H的輸出端與MUX的輸入端相連，如圖3所示。CD4051BE是應(yīng)用廣泛的八選一多路選通芯片，在VDD、VSS和VEE分別接+5V、地和-5V時，允許輸入信號的范圍為-5V-+5V；多路信號的選通由A、B、C確定。本發(fā)明系統(tǒng)只用到2路，故只需要由A連接作為控制信號，B和C接地。A由PF2控制。由于CD4051邏輯高電平不低于3.5V，而ADSP2189M外接控制端口的高電平不超過3.3V，所以，ADSP2189M的PF2要由74FCT164245電平轉(zhuǎn)換后，變成cPF2才能與A相連。
通過多路開關(guān)的模擬信號要經(jīng)過放大，放大器的電路如圖4所示。因?yàn)槟M信號的幅度在-5V-+5V之間，而選用的A/D轉(zhuǎn)換器ADS7810P的輸入范圍為-10V-+10V，為了實(shí)現(xiàn)滿量程轉(zhuǎn)換以保證轉(zhuǎn)換精度，需要外加放大器；同時，由于ADS7810P的輸入阻抗較小，一般為3.1KΩ，放大器還可以起到阻抗匹配的作用。選用運(yùn)算放大器LF351P，其帶寬為4MHz，建立時間為2μs，誤差僅為0.01％，輸入阻抗1012Ω，這些性能指標(biāo)足以滿足硬件設(shè)計的要求。
經(jīng)過放大的模擬信號送到A/D。為了滿足實(shí)時動態(tài)校正的要求，選用ADS7810P。它是12位分辨率的A/D，轉(zhuǎn)換速率1.25μs，供電電源±5V，有內(nèi)部參考電壓，模擬電壓的輸入范圍是±10V，信號轉(zhuǎn)換后并行輸出12位二進(jìn)制補(bǔ)碼。ADS7810P的電路圖如圖5所示。ADS7810P的CS與3-8譯碼器的Y0相連，R/C與ADSP2189M的PF3相連。PF3只需要作為輸出控制，高電平為3.3V，而ADSP2189M的邏輯控制高電平不低于2.4V即可，故PF3不需要通過74FCT164245的電平轉(zhuǎn)換。當(dāng)CS有效，R/C維持低電平至少40ns將會啟動轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換開始后BUSY就由高電平變?yōu)榈碗娖剑?jīng)過1.25μs，轉(zhuǎn)換結(jié)束，輸出寄存器數(shù)據(jù)更新，BUSY重新變?yōu)楦唠娖?。在BUSY保持低電平的時候，其他所有的轉(zhuǎn)換都將無效。通過查詢BUSY管腳的狀態(tài)可以確定轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，確定是否接收轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。
選用DSP作為傳感器動態(tài)非線性實(shí)時校正系統(tǒng)的核心。DSP體積小，運(yùn)算速度快，指令周期是ns級的，且為并行處理方式，一條指令就可以完成一次乘法操作或移位運(yùn)算，還有多功能指令，完全可以滿足傳感器動態(tài)非線性實(shí)時校正的速度要求。具體選用ADSP2189M芯片，它是16位的定點(diǎn)DSP，在外部37.5M赫茲晶振激勵下，指令周期為13.3ns，一般來說這是相當(dāng)快的指令執(zhí)行速度了。芯片內(nèi)部核心供電電壓2.5V，其外部接口可以工作在2.5V或者3.3V。其內(nèi)部含有算術(shù)邏輯單元(ALU)、乘法累加單元(MAC)、移位器(SR)，還有兩個串口、一個定時器、兩組數(shù)據(jù)地址產(chǎn)生器、DMA口(BDMA和IDMA)以及32K字的24位的程序存儲器和48K字的16位數(shù)據(jù)存儲器。當(dāng)然，也可以采用其它系列的DSP。
ADSP2189M工作電壓是2.5V，其IO口的電平可以配置在2.5V或者3.3V，不能承受高于3.6V電平的輸入。系統(tǒng)中A/D的數(shù)據(jù)總線的高電平在5V左右，另外還有部分芯片的控制管腳，如PF0、PF2和FI等，這些控制管腳有效高電平也都在5V左右，因此3.3V的IO口不能滿足系統(tǒng)正常工作的要求，需要加一個電平轉(zhuǎn)換的芯片，實(shí)現(xiàn)電平的轉(zhuǎn)換，同時對數(shù)據(jù)總線也起隔離作用。采用74FCT164245，其電路圖如圖6所示。74FCT164245是1個16位的3.3V到5V電平轉(zhuǎn)換器件，由3.3V和5V雙電源供電，A端與3.3V的總線相連，B端與5V的總線相連，1DIR和2DIR控制導(dǎo)通方向，1OE和2OE決定芯片處于導(dǎo)通狀態(tài)還是高阻狀態(tài)。ADSP2189M的數(shù)據(jù)總線的高12位與74FCT164245的B端連接，對應(yīng)A端與A/D和D/A的數(shù)據(jù)總線相連接。1DIR和2DIR與DSP的PF7相連，因?yàn)?4FCT164245的有效高電平只要不低于2V即可，那么對于高電平3.3V的PF7來說，完全可以滿足正常工作的電平要求。而標(biāo)志輸入FI及可編程標(biāo)志PF0和PF2也要作相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換。
用3-8譯碼器DM74LS138N來控制A/D和D/A的片選。因?yàn)橄到y(tǒng)中有1個A/D和2個D/A，故需要3個邏輯控制端。譯碼器的電路圖如圖7所示。地址端口A、B、C分別連接DSP的A0、A1和A2，E1接在DSP的IOMS上，E2接地，E3接電源+5V。輸出端Y0接在A/D的CS片選端，Y1和Y2分別接在2路D/A的CS片選端。當(dāng)DSP地址發(fā)生器通過地址線尋址時，IOMS同時有效，配置DSP內(nèi)部的控制寄存器DM_Wait_Reg使得IOMS有效時間不少于40ns，譯碼器就根據(jù)A0、A1和A2的值決定控制邏輯輸出。例如A0、A1和A2同時為低電平時，Y0輸出低電平并一直保持，確保A/D的選中。
本發(fā)明系統(tǒng)中設(shè)計的模擬輸出通道是為了觀察和驗(yàn)證傳感器動態(tài)非線性實(shí)時校正的效果。由于有2路輸出，所以，在模擬輸出通道中使用2片D/A。選用12位的D/A芯片MAX507ACNG。它是偏移二進(jìn)制碼數(shù)字輸入，輸出為電壓信號，并且輸出電壓和參考電壓有著相同的極性。數(shù)據(jù)寫入時間100ns，輸出建立時間5μs，滿量程輸出電壓誤差±0.2％FSR。采用-15V和+15V雙電源供電，輸出電壓范圍-5V-+5V，采用2片MAX507ACNG芯片。MAX507ACNG的電路圖如圖8所示。MAX507ACNG內(nèi)部有兩個緩沖邏輯輸入INPUT LATCH和DACLATCH，由外部邏輯輸入信號控制。CS和WR控制INPUT LATCH，LDAC控制DAC LATCH。兩個CS分別與3-8譯碼器的Y1和Y2相連，WR與DSP的WR相連。兩個LDAC分別與DSP的PF1和PF5相連。PF1和PF5不需要通過74FCT164245進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，是因?yàn)檫@MAX507ACNG的輸入有效高電平大于2.4V即可。當(dāng)CS和WR同處于低電平時，INPUT LATCH隨數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)而變化，LDAC低電平時DAC LATCH隨INPUT LATCH的數(shù)據(jù)而變化。在CS有效低時，WR的上升沿使得數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)鎖存到INPUT LATCH，CS和WR保持在有效低電平的時間不小于100ns。當(dāng)CS和WR變?yōu)楦唠娖胶?，LDAC要保持低電平不小于100ns，LDAC的上升沿使得INPUT LATCH的數(shù)據(jù)鎖存到DACLATCH，并開始進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
D/A的輸出常摻雜高頻噪聲，形成毛刺。為消除毛刺要進(jìn)行濾波，設(shè)計無源阻容濾波器對D/A轉(zhuǎn)換的輸出進(jìn)行濾波，如圖9所示。取R＝100Ω，C＝0.1μF，設(shè)計的濾波器的截止頻率為f0=12πRC=12π×100×0.1×10-6≈8k......(1)]]>通過濾波可以消除信號傳輸通道內(nèi)頻率高于8K的噪聲，但是對信號也有輕微的衰減。
系統(tǒng)軟件總體流程圖如圖10所示，動態(tài)非線性實(shí)時校正主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)字信號處理和模擬信號輸出三個部分組成。數(shù)據(jù)采集部分的采樣頻率由定時器控制，采樣頻率的設(shè)置要滿足采樣定理。DSP的數(shù)字信號處理實(shí)時完成動態(tài)非線性校正，并將校正結(jié)果通過D/A輸出，通過示波器察看校正的效果。
為了驗(yàn)證動態(tài)非線性實(shí)時校正系統(tǒng)的正確性，用磁帶機(jī)輸出已經(jīng)采集的傳感器動態(tài)非線性響應(yīng)信號，本發(fā)明系統(tǒng)每采集一個點(diǎn)就實(shí)時處理一個點(diǎn)，隨后由D/A輸出。
信號采集部分的程序流程如圖11所示。硬件設(shè)計了2路信號的采集，軟件部分也針對2路信號進(jìn)行處理。在一個采樣周期內(nèi)，控制采樣/保持器首先處于采樣狀態(tài)，跟蹤外接信號的變化，經(jīng)過捕獲時間延時以確保準(zhǔn)確跟蹤，然后通過控制保持；接下來分別選通2路采集的信號并分別進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)送給DSP處理，隨后采樣/保持器重新準(zhǔn)備進(jìn)入下一個采樣周期。
當(dāng)傳感器的動態(tài)非線性特性是基于Hammerstein模型時，先對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)線性動態(tài)補(bǔ)償，其流程如圖12所示。動態(tài)線性補(bǔ)償?shù)谋举|(zhì)就是求解1個二階差分方程，其表達(dá)式為y(k)＝-a1y(k-1)-a2y(k-2)+b1x(k)+b2x(k-1)+b3x(k-2)(2)動態(tài)線性補(bǔ)償后的結(jié)果放在AX0寄存器，作為下一步靜態(tài)非線性校正的輸入。
再進(jìn)行靜態(tài)非線性校正，其程序流程如圖13所示。靜態(tài)非線性校正采用采用二分法查表。二分法是一種高效率的數(shù)據(jù)搜索方法，數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)一般為2的高次冪。對于一個1024點(diǎn)的表格，對這個表格中某個數(shù)據(jù)進(jìn)行搜索，最大的搜索次數(shù)為10次(210＝1024)。系統(tǒng)在復(fù)位時導(dǎo)入內(nèi)存兩個表格，表格一存放源數(shù)據(jù)，表格二存放目標(biāo)數(shù)據(jù)。從表格一里找出動態(tài)線性補(bǔ)償后存放在AX0里的結(jié)果對應(yīng)在此表格里的位置，并從表格二的相應(yīng)位置找出對應(yīng)的數(shù)據(jù)，也就是靜態(tài)校正結(jié)果，一次查表結(jié)束。子程序以AX0輸入，返回結(jié)果存放在AX1中。
構(gòu)造的動態(tài)非線性信號是基于Hammerstein模型的，靜態(tài)非線性環(huán)節(jié)表達(dá)式x＝u+0.5u2(u＞0)，x＝u-0.5u2(u＜0)，二階動態(tài)線性環(huán)節(jié)的阻尼比ξ＝0.025，無阻尼震蕩頻率ωn＝200(rad/s)。通道1的輸出是一正向階躍輸入信號產(chǎn)生的動態(tài)非線性響應(yīng)，通道2的輸出是一負(fù)向階躍信號的動態(tài)非線性響應(yīng)，分別如圖14和圖15所示。
對通道1和通道2產(chǎn)生的信號進(jìn)行動態(tài)非線性補(bǔ)償，結(jié)果如圖16和圖17所示。從動態(tài)非線性補(bǔ)償?shù)妮敵隹梢姡a(bǔ)償使得信號迅速的衰減并趨于穩(wěn)定。
產(chǎn)生的動態(tài)非線性信號衰減震蕩，到達(dá)并保持在終值的±5％范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)時間ts=3.5ξωn=3.50.025×200=700ms;]]>而經(jīng)過動態(tài)非線性校正后，對響應(yīng)的數(shù)值分析可知，達(dá)到并保持在終態(tài)的±5％范圍內(nèi)的時間為15.4ms，與ts相比，經(jīng)過動態(tài)非線性校正后，響應(yīng)速度大大加快。
當(dāng)傳感器的動態(tài)非線性特性是基于Wiener模型時，對采集的數(shù)據(jù)先進(jìn)行靜態(tài)非線性校正，再進(jìn)行動態(tài)線性補(bǔ)償。
權(quán)利要求
1.一種傳感器動態(tài)非線性實(shí)時校正系統(tǒng)，由多個采樣/保持器(S/H)、1個模擬多路開關(guān)(MUX)、1個放大器(AMP)和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)、1個數(shù)字信號處理器(DSP)、1個邏輯控制電路、多個數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(D/A)和濾波器、1片閃速存儲器(FLASH)、串行接口電路以及相應(yīng)的軟件組成；所說的傳感器的多個輸出信號與多個S/H的輸入端相連；所說的DSP根據(jù)采樣頻率控制S/H進(jìn)行采樣或保持；所說的MUX對多路信號輪流切換，經(jīng)AMP放大后，送A/D處理；所說的AMP為A/D提供最佳的輸入量程；所說的A/D的狀態(tài)線BUSY腳與DSP的可編程輸入、輸出口相連，DSP通過查詢BUSY腳的狀態(tài)來決定讀數(shù)的時間；當(dāng)DSP采進(jìn)同一時刻的多路信號后，進(jìn)行動態(tài)非線性校正，既消除傳感器的非線性，又提高傳感器動態(tài)響應(yīng)的快速性；其結(jié)果由多個D/A同時輸出，濾波電路用來去除D/A轉(zhuǎn)換后的毛刺；邏輯控制電路在DSP的程序控制下，決定A/D和D/A的片選狀態(tài)；其特征在于DSP芯片及邏輯控制電路部分和系統(tǒng)中的其它部分相連，構(gòu)成對傳感器多路動態(tài)非線性響應(yīng)信號進(jìn)行實(shí)時校正的系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳感器動態(tài)非線性實(shí)時校正系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)傳感器的動態(tài)非線性特性用Hammersein模型描述時，動態(tài)非線性校正的順序是先進(jìn)行動態(tài)線性補(bǔ)償，再進(jìn)行靜態(tài)非線性校正。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳感器動態(tài)非線性實(shí)時校正系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)傳感器的動態(tài)非線性特性用Wiener模型描述時，動態(tài)非線性校正的順序是先進(jìn)行靜態(tài)非線性校正，再進(jìn)行動態(tài)線性補(bǔ)償。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳感器動態(tài)非線性實(shí)時校正系統(tǒng)，其特征在于由多個S/H、1個MUX、1個AMP和A/D組成模擬輸入通道，對傳感器的多路輸出信號進(jìn)行采樣，變成數(shù)字量，輸入DSP處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳感器動態(tài)非線性實(shí)時校正系統(tǒng)，其特征在于由多個D/A和多個濾波器組成輸出通道，以便觀察和驗(yàn)證動態(tài)非線性實(shí)時校正系統(tǒng)的效果。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳感器動態(tài)非線性實(shí)時校正系統(tǒng)，其特征在于DSP做為系統(tǒng)核心控制系統(tǒng)其他部分協(xié)調(diào)工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳感器動態(tài)非線性實(shí)時校正系統(tǒng)，其特征在于串行接口電路可以與個人計算機(jī)通訊，方便對動態(tài)非線性實(shí)時校正系統(tǒng)的調(diào)試。
全文摘要
一種以數(shù)字信號處理器(DSP)為核心，具有動態(tài)非線性實(shí)時校正功能的傳感器信號處理系統(tǒng)。由DSP、模擬輸入通道、模擬輸出通道、邏輯控制電路、FLASH、串行接口電路以及相應(yīng)的軟件組成。它可以對傳感器的動態(tài)非線性響應(yīng)信號進(jìn)行實(shí)時校正。當(dāng)傳感器的動態(tài)非線性特性用Hammersein模型描述時，動態(tài)非線性校正的順序是先進(jìn)行動態(tài)線性補(bǔ)償，再進(jìn)行靜態(tài)非線性校正。當(dāng)傳感器的動態(tài)非線性特性用Wiener模型描述時，動態(tài)非線性校正的順序是先進(jìn)行靜態(tài)非線性校正，再進(jìn)行動態(tài)線性補(bǔ)償。這樣可以克服以往動態(tài)非線性校正方法的局限，可以對不同形式和不同幅度的動態(tài)非線性響應(yīng)進(jìn)行校正，并保證其處理的實(shí)時性。
文檔編號G01D18/00GK1470850SQ03142630
公開日2004年1月28日 申請日期2003年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月10日
發(fā)明者徐科軍, 賈林 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)