一种可以实现传感器自动修调的修调系统的制作方法

1.本发明属于传感器修调应用领域，具体说是一种可以实现传感器自动修调的修调系统。


背景技术：

2.随着市场对集成电路性能的要求越来越高，集成电路本身面临着越来越严峻的考验，尤其是对模拟集成电路和混合集成电路的模拟部分而言，基准源的失调和温飘往往会导致整个电路的功能失效。对于传感器电路，芯片一经流片，电路的相关特性就已经确定而无法更改。然而，受到工艺环境等非理想因素影响，一些参数并不符合设计预期，导致流片后芯片的精度及性能与预期相差甚远。为了弥补电路设计期望与芯片最终性能之间的差距，近年来，针对大规模集成电路的修调技术不断得到发展。与此同时，传感器也正朝着采集参数多、高精度等的方向发展，因此如何快速完成修调工作，并保证修调完的传感器满足性能要求显的十分重要。
3.传统的修调工作是把传感器放到一个恒温环境稳定后，除了需要借助信号源给传感器输出标准信号外，有时候还要使用万用表等设备进行监控，修调期间的操作过程需要人为参与,数据需要人为记录并存储，整个修调过程时间长、复杂且易出错。


技术实现要素：

4.本发明目的是提供一种可以实现传感器自动修调的修调系统，此系统能简单、便捷的完成传感器修调工作，能很好的解决传统修调工作的不足之处。
5.本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
6.此修调系统主要包括修调电路板，通讯控制板以及上位机，系统可以实现一键修调，无需其他操作，上位机自动记录存储修调数据，修调后的传感器满足设计要求。
7.一种可以实现传感器自动修调的修调系统，包括上位机以及与其通信的通讯控制板；
8.上位机，用于进行参数配置并发送修调命令至通讯控制板，以及对通讯控制板的读写操作，并对反馈数据进行计算、记录和存储，实现修调系统的闭环操作；
9.通讯控制板，用于根据修调命令对传感器进行操作，并采集传感器的反馈数据至上位机。
10.所述通讯控制板包括：
11.主控模块，用于接收来自上位机的修调命令并解析，然后根据命令要求操作adc模块、dac模块、电源模块2，或者通过隔离模块操作待修调传感器；
12.隔离模块，用于根据主控模块的控制命令转换为不同规格的供电电压至传感器；
13.adc模块，用于将采集的传感器模拟电压量转换为数字信号量发送至主控模块；
14.dac模块，用于将主控模块的控制命令转换成模拟电压量至传感器；
15.电源模块1，用于给主控模块、adc模块、dac模块、隔离模块a侧供电；
16.电源模块2，用于给隔离模块b侧供电，即待修调传感器供电；电源模块2受主控模块控制，给隔离模块b侧输出两种不同规格的供电电压，以实现传感器的修调熔丝。
17.所述通讯控制板还包括预留模块，用于根据传感器修调参数的变化而改变；所述预留模块为激光模块和角度模块中的一种。
18.一种可以实现传感器自动修调的修调方法，对传感器基准电压进行修调，包括以下步骤：
19.1)上位机通过通讯接口给通讯控制板发送读基准电压命令；通讯控制板的主控模块解析命令，然后通过隔离模块和串行接口操作待修调传感器输出基准电压；传感器的基准电压通过接口1输出给通讯控制板的adc模块；主控模块操作adc模块读取基准电压后组协议包，通过通讯接口反馈给上位机；
20.2)上位机解析命令，计算读取值与设定标准值的差值；判断差值是否在误差范围内；如果差值在误差范围内，主控模块操作电源模块2输出熔丝所需规格电压，执行熔丝操作，结束基准电压修调工作；如果差值不在误差范围内，上位机根据差值计算修调码，并通过通讯接口给通讯控制板发送写修调码命令；通讯控制板的主控模块解析命令，通过隔离模块和串行接口操作待修调传感器写入修调码；接着再读取写入修调码后的基准电压；
21.3)返回步骤1)，直到差值落在误差范围内，主控模块操作电源模块2输出熔丝所需规格电压，执行熔丝操作，结束基准电压修调工作。
22.对传感器电压通道进行修调，包括以下步骤：
23.1)上位机给通讯控制板发送电压通道修调命令；主控模块操作dac模块输出标准电压值并通过接口2输出给传感器的电压通道；然后主控模块通过串行接口操作传感器读电压通道电压值；主控模块把读到的电压值反馈给上位机；
24.2)上位机计算读取值与标准值的差值；判断差值是否在误差范围内；如果差值在误差范围内，主控模块操作电源模块2输出熔丝所需规格电压，执行熔丝操作，结束电压通道修调工作；如果差值不在误差范围内，上位机根据差值计算修调码，并给通讯控制板发送写修调码命令；主控模块通过串行接口操作待修调传感器写入修调码；接着再操作待修调传感器读取写入修调码后的电压通道电压值；
25.3)返回步骤1)，直到差值落在误差范围内，主控模块操作电源模块2输出熔丝所需规格电压，执行熔丝操作，结束电压通道修调工作。
26.对传感器温度通道进行修调，包括以下步骤：
27.1)上位机给通讯控制板发送温度通道修调命令；主控模块通过串行接口操作传感器读温度通道温度值；主控模块把读到的温度值反馈给上位机；
28.2)上位机计算读取值与标准值的差值；判断差值是否在误差范围内；如果差值在误差范围内，主控模块操作电源模块2输出熔丝所需规格电压，执行熔丝操作，结束温度通道修调工作；如果差值不在误差范围内，上位机会根据差值情况计算修调码，并给通讯控制板发送写修调码命令；主控模块通过串行接口操作待修调传感器写入修调码；接着再操作待修调传感器读取写入修调码后的温度通道温度值；
29.3)返回步骤1)，直到差值落在误差范围内，主控模块操作电源模块2输出熔丝所需规格电压，执行熔丝操作，结束温度通道修调工作。
30.本发明具有以下有益效果及优点：
31.1.本发明采用板上模块化电路的设计思路，减少其他辅助设备的使用数量。
32.2.本发明实现一键操作，修调期间无需人为参与，减少出错概率。
附图说明
33.图1本发明的传感器修调系统框图；
34.图2本发明的传感器基准电压修调流程图；
35.图3本发明的传感器电压通道修调流程图；
36.图4本发明的传感器温度通道修调流程图。
具体实施方式
37.如图1所示，是传感器修调系统框图。修调系统主要由修调电路板，通讯控制板以及上位机构成。
38.修调电路板主要由待修调传感器及其外围电路和接口构成，整个电路板放到一个恒温环境中，图1中的虚线框所示，比如恒温箱或油槽，目的是给传感器提供一个稳定的工作环境，便于后续的修调工作。接口1是传感器输出基准电压到通讯控制板，接口2是传感器接收来自通讯控制板的电压信号，接口3是传感器接收来自通讯控制板的预留信号，串行接口是传感器接收来自通讯控制板的控制信号并反馈数据给通讯控制板。
39.通讯控制板主要由主控模块、dac模块、adc模块、预留模块、电源模块、隔离模块和接口构成，主控模块通过通讯接口接收来自上位机通讯命令，并对上位机命令进行解析，然后根据命令要求操作adc模块、dac模块、预留模块、电源模块2，或者通过隔离模块操作待修调传感器。其中dac模块起到了信号源的作用，adc模块起到了万用表的作用，预留模块会根据传感器修调参数的变化而改变，通讯控制板的模块化电路设计有效的减少了辅助设备的使用数量。外部供电接口提供通讯控制板的供电，电源模块1给主控模块、adc模块、dac模块、隔离模块a侧供电，电源模块2给隔离模块b侧供电，即待修调传感器供电，电源模块2受主控模块控制，可以给隔离模块b侧输出两种不同规格的供电电压，方便传感器的修调熔丝。
40.在上位机可以实现修调系统的参数配置和读、写操作，以及对反馈数据的计算、记录和存储，实现修调系统的闭环操作，最终完成一键修调工作。
41.如图2所示，是传感器基准电压修调流程图。以基准电压修调过程为例，详细描述修调系统的工作过程。上位机执行基准电压开始修调；上位机通过通讯接口给通讯控制板发送读基准电压命令；通讯控制板的主控模块解析命令，然后通过隔离模块和串行接口操作待修调传感器输出基准电压；传感器的基准电压通过接口1输出给通讯控制板的adc模块；主控模块操作adc模块读取基准电压后组协议包，通过通讯接口反馈给上位机；上位机解析命令，计算读取值与标准值的差值；判断差值是否在误差范围内；如果差值在误差范围内，主控模块操作电源模块2输出熔丝所需规格电压，执行熔丝操作，结束基准电压修调工作；如果差值不在误差范围内，上位机会根据差值情况计算修调码，并通过通讯接口给通讯控制板发送写修调码命令；通讯控制板的主控模块解析命令，通过隔离模块和串行接口操作待修调传感器写入修调码；接着再读取写入修调码后的基准电压，循环执行上述步骤，直到差值落在误差范围内，最后主控模块操作电源模块2输出熔丝所需规格电压，执行熔丝操
作，结束基准电压修调工作。修调过程的数据都会自动记录和存储，供用户保存分析使用。以上修调工作实现一键操作，完成闭环修调。传感器其他参数的修调原理类似，以下对照图3和图4进行简单描述。
42.如图3所示，是传感器电压通道修调流程图。上位机执行电压通道开始修调；上位机给通讯控制板发送电压通道修调命令；主控模块操作dac模块输出标准电压值并通过接口2输出给传感器的电压通道；然后主控模块通过串行接口操作传感器读电压通道电压值；主控模块把读到的电压值反馈给上位机；上位机计算读取值与标准值的差值；判断差值是否在误差范围内；如果差值在误差范围内，主控模块操作电源模块2输出熔丝所需规格电压，执行熔丝操作，结束电压通道修调工作；如果差值不在误差范围内，上位机会根据差值情况计算修调码，并给通讯控制板发送写修调码命令；主控模块通过串行接口操作待修调传感器写入修调码；接着再操作待修调传感器读取写入修调码后的电压通道电压值，循环执行上述步骤，直到差值落在误差范围内，最后主控模块操作电源模块2输出熔丝所需规格电压，执行熔丝操作，结束电压通道修调工作。
43.如图4所示，是传感器温度通道修调流程图。上位机执行温度通道开始修调；上位机给通讯控制板发送温度通道修调命令；主控模块通过串行接口操作传感器读温度通道温度值；主控模块把读到的温度值反馈给上位机；上位机计算读取值与标准值的差值；判断差值是否在误差范围内；如果差值在误差范围内，主控模块操作电源模块2输出熔丝所需规格电压，执行熔丝操作，结束温度通道修调工作；如果差值不在误差范围内，上位机会根据差值情况计算修调码，并给通讯控制板发送写修调码命令；主控模块通过串行接口操作待修调传感器写入修调码；接着再操作待修调传感器读取写入修调码后的温度通道温度值，循环执行上述步骤，直到差值落在误差范围内，最后主控模块操作电源模块2输出熔丝所需规格电压，执行熔丝操作，结束温度通道修调工作。