基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的方法、系統(tǒng)及電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的方法、系統(tǒng)及電路。本發(fā)明的方法應(yīng)用于包含由多個(gè)數(shù)字電位器構(gòu)成的可變電阻單元的電路，且該電路的一相關(guān)信號(hào)與可變電阻單元的阻值相關(guān)。首先，基于電路的相關(guān)信號(hào)的期望值來(lái)確定可變電阻單元的期望總阻值，并基于期望總阻值以及數(shù)字電位器理想情形下阻值分布特性來(lái)確定各數(shù)字電位器的階數(shù)；隨后當(dāng)各數(shù)字電位器的階數(shù)設(shè)置后，再利用相關(guān)信號(hào)的反饋值判斷預(yù)定約束條件是否滿足，并當(dāng)預(yù)定約束條件滿足時(shí)，基于電路的相關(guān)信號(hào)的反饋值及期望值來(lái)確定阻值調(diào)整比例，并基于調(diào)整比例及可變電阻單元的當(dāng)前階數(shù)來(lái)確定各數(shù)字電位器階數(shù)的調(diào)整量；隨后再繼續(xù)判斷預(yù)定約束條件是否滿足，如此不斷重復(fù)，直至預(yù)定約束條件不滿足為止，由此可有效降低數(shù)字電位器的誤差。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的方法、系統(tǒng)及電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字電路領(lǐng)域，特別是涉及一種基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)方法、系統(tǒng)及直流電源電路。
【背景技術(shù)】
[0002]直流穩(wěn)壓電源一般均采用直流電壓轉(zhuǎn)換模塊(DC-DC)或者低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)使用反饋電阻網(wǎng)絡(luò)來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓。只要改變反饋電阻網(wǎng)絡(luò)中電阻阻值，即可根據(jù)負(fù)載需求動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出電壓，實(shí)現(xiàn)精確高效供電。
[0003]隨著數(shù)字電位器技術(shù)的發(fā)展與成熟，在越來(lái)越多的應(yīng)用中，反饋電阻網(wǎng)絡(luò)中的機(jī)械式可變電阻由數(shù)字電位器所取代，由此不僅提高了產(chǎn)品穩(wěn)定性、數(shù)字化與智能化水平，還可減少電路體積并延長(zhǎng)使用壽命，如在申請(qǐng)?zhí)枮?00620069824.5,201010512246.9與
201120377518.9的各中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)中，公開(kāi)了各種采用數(shù)字電位器的電路等。但是數(shù)字電位器也存在諸多不足，如阻值分辨率低與耐高壓性能差、阻值誤差大且溫漂嚴(yán)重。上述問(wèn)題極大限制了數(shù)字電位器在高精度領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。
[0004]數(shù)字電位器誤差來(lái)源主要包括:端到端阻值Rab誤差、內(nèi)部單元電阻民誤差以及輸出滑動(dòng)端阻值Rw誤差，影響因素包括制作工藝與環(huán)境溫度變化等。圖1為某國(guó)外大型廠家標(biāo)稱(chēng)阻值為IOK的10位數(shù)字電位器阻值誤差分布。由圖可知，該數(shù)字電位器端到端Rab阻值誤差達(dá)到8%。雖然端到端阻值校正后差分非線性誤差較小，但是考慮到滑動(dòng)端Rw誤差與溫漂因素，實(shí)踐中積分非線性誤差往往超過(guò)5LSB。
[0005]現(xiàn)有采用數(shù)字電位器的電路，往往都是按照理想公式計(jì)算數(shù)字電位器的阻值，進(jìn)而配置數(shù)字電位器相應(yīng)階數(shù)，由于未考慮數(shù)字電位器自身的誤差(可能到達(dá)數(shù)百歐姆)，由此會(huì)嚴(yán)重影響電路的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)，以有效減小數(shù)字電位器的誤差。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于提供一種寬輸出范圍的直流電源電路。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)方法，其應(yīng)用于包含由多個(gè)數(shù)字電位器構(gòu)成的可變電阻單元的電路，且該電路的一相關(guān)信號(hào)與可變電阻單元的阻值相關(guān)，所述基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)方法至少包括:
[0009]I)基于所述電路的相關(guān)信號(hào)的期望值來(lái)確定可變電阻單元的期望總阻值，并基于所述期望總阻值來(lái)確定各數(shù)字電位器的階數(shù)；
[0010]2)當(dāng)各數(shù)字電位器的階數(shù)設(shè)置后，判斷預(yù)定約束條件是否滿足；
[0011]3)當(dāng)預(yù)定約束條件滿足時(shí)，基于所述電路的相關(guān)信號(hào)的反饋值及期望值來(lái)確定阻值調(diào)整比例，并基于所述調(diào)整比例及可變電阻單元的當(dāng)前階數(shù)來(lái)確定各數(shù)字電位器階數(shù)的調(diào)整量，隨后重返步驟2)；
[0012]其中，所述預(yù)定約束條件包括a或b:
[0013]a、所述電路相關(guān)信號(hào)的反饋值與期望值的誤差超過(guò)第一預(yù)定范圍內(nèi)，且重置各數(shù)字電位器的次數(shù)小于預(yù)定次數(shù)；
[0014]b、所述可變電阻單元的實(shí)際總阻值與期望總阻值的誤差超過(guò)第二預(yù)定范圍內(nèi)，且重置各數(shù)字電位器的次數(shù)小于預(yù)定次數(shù)。
[0015]本發(fā)明還提供一種基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其應(yīng)用于包含由多個(gè)數(shù)字電位器構(gòu)成的可變電阻單元的電路，且該電路的一相關(guān)信號(hào)與可變電阻單元的阻值相關(guān)，所述基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)系統(tǒng)至少包括:
[0016]階數(shù)確定單元，用于基于所述電路的相關(guān)信號(hào)的期望值來(lái)確定可變電阻單元的期望總阻值，并基于所述期望總阻值來(lái)確定各數(shù)字電位器的階數(shù)；
[0017]判斷單元，用于當(dāng)各數(shù)字電位器的階數(shù)設(shè)置后，判斷預(yù)定約束條件是否滿足；
[0018]調(diào)整單元，用于基于所述電路的相關(guān)信號(hào)的反饋值及期望值來(lái)確定阻值調(diào)整比例，并基于所述調(diào)整比例及可變電阻單元的當(dāng)前階數(shù)來(lái)確定各數(shù)字電位器階數(shù)的調(diào)整量；
[0019]其中，所述預(yù)定約束條件包括a或b:
[0020]a、所述電路的相關(guān)信號(hào)的反饋值與期望值的誤差超過(guò)第一預(yù)定范圍，且重置各數(shù)字電位器的次數(shù)小于預(yù)定次數(shù)；
[0021]b、所述可變電阻單元的實(shí)際總阻值與期望總阻值的誤差超過(guò)第二預(yù)定范圍，且重置各數(shù)字電位器的次數(shù)小于預(yù)定次數(shù)。
[0022]本發(fā)明還提供一種寬輸出范圍的直流電源電路，其至少包括:
[0023]直流穩(wěn)壓器；
[0024]包含可變電阻單元的電阻網(wǎng)絡(luò)，與所述直流穩(wěn)壓器連接，用于調(diào)節(jié)所述直流穩(wěn)壓器的輸出電壓，其中，所述可變電阻單元包括多個(gè)數(shù)字電位器；
[0025]控制器，包括前述調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其連接在所述直流穩(wěn)壓器輸出端，用于設(shè)置各數(shù)字電位器的阻值及采集所述直流穩(wěn)壓器的輸出電壓。
[0026]如上所述，本發(fā)明的基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的方法、系統(tǒng)及電路，具有以下有益效果:基于電路的相關(guān)信號(hào)與可變電阻單元的阻值相關(guān)以及數(shù)字電位器差分非線性誤差小的特性來(lái)消除較高的積分非線性誤差；并適時(shí)重置搜索點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化搜索，加速數(shù)字電位器配置過(guò)程，最大程度確保了直流電源的輸出精度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1顯示為現(xiàn)有某廠家標(biāo)稱(chēng)阻值為IOK的10位數(shù)字電位器阻值誤差分布示意圖。
[0028]圖2顯示為本發(fā)明的基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)方法流程圖。
[0029]圖3顯示為應(yīng)用本發(fā)明的直流穩(wěn)壓電源電路示意圖。
[0030]圖4顯示為應(yīng)用遍歷法實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)值后輸出電壓誤差示意圖。
[0031]圖5顯示為本發(fā)明的基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖。
[0032]圖6顯示為圖3所示的電路的參考電壓與反饋電阻不存在誤差時(shí)輸出電壓誤差示意圖。
[0033]圖7顯示為圖3所示的電路的參考電壓與反饋電阻不存在誤差時(shí)數(shù)字電位器階數(shù)設(shè)置次數(shù)示意圖。
[0034]圖8顯示為圖3所示的電路的參考電壓與反饋電阻存在誤差時(shí)輸出電壓誤差示意圖。
[0035]圖9顯示為圖3所示的電路的參考電壓與反饋電阻存在誤差時(shí)數(shù)字電位器階數(shù)設(shè)置次數(shù)示意圖。
[0036]元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0037]I直流穩(wěn)壓電源電路
[0038]11穩(wěn)壓器
[0039]12可變電阻單元
[0040]13負(fù)載
[0041]14控制器
[0042]2調(diào)節(jié)系統(tǒng)
[0043]21階數(shù)確定單元
[0044]22判斷單元
[0045]23調(diào)整單元
[0046]SI ~S3 步驟
【具體實(shí)施方式】
[0047]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0048]請(qǐng)參閱圖2至圖9。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0049]如圖2所示，本發(fā)明提供`一種基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)方法。其中，根據(jù)本發(fā)明的方法主要通過(guò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)來(lái)完成，該調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括但不限于安裝在控制器中且能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明方案的應(yīng)用模塊等。
[0050]其中，所述調(diào)節(jié)方法主要應(yīng)用于包含可變電阻單元的電路，且所述可變電阻單元包括多個(gè)數(shù)字電位器，各數(shù)字電位器的類(lèi)型可以相同，也可不完全相同，各數(shù)字電位器以串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)方式連接，而且，在該電路中，有一相關(guān)信號(hào)與可變電阻單元的阻值呈線性關(guān)系。優(yōu)選地，所述電路包括但不限于直流穩(wěn)壓電源電路等。
[0051]例如，如圖3所示，該直流穩(wěn)壓電源電路I包括穩(wěn)壓器11、由數(shù)字電位器R2、R3串聯(lián)構(gòu)成的可變電阻單元12、連接所述可變電阻單元12的電阻Rl及控制器14，該可變電阻單元12與電阻Rl串聯(lián)構(gòu)成穩(wěn)壓器11的反饋電阻網(wǎng)絡(luò)，該穩(wěn)壓器11向負(fù)載13輸出直流電壓V，且該輸出電壓V與可變電阻單元12阻值R12相關(guān)，即:V = Vref* 0VR12+1)，其中，Vref為參考電壓。
[0052]在步驟SI中，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)基于所述電路的相關(guān)信號(hào)的期望值來(lái)確定可變電阻單元的期望總阻值，并基于所述期望總阻值來(lái)確定各數(shù)字電位器的階數(shù)。
[0053]具體地，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)先基于電路中可變電阻單元的阻值與電路的相關(guān)信號(hào)的關(guān)聯(lián)關(guān)系確定可變電阻單元的的期望總阻值，再基于可變電阻單元包含的數(shù)字電位器的連接方式及各數(shù)字電位器的步長(zhǎng)確定每一數(shù)字電位器的階數(shù)。
[0054]例如，對(duì)于圖3所示的直流穩(wěn)壓電源電路1，可變電阻單元12包含的數(shù)字電位器R2、R3以串聯(lián)方式連接，各自的步長(zhǎng)為L(zhǎng)2、L3，若穩(wěn)壓器11輸出電壓的期望值為Vtl，則所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)按照輸出電壓V與可變電阻單元12阻值R12的關(guān)系式:V = Vref* (R/R^+l)確定可變電阻單元12的期望總阻值為Rtl ;隨后，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)再基于可變電阻單元12的理論總阻值R12 = R2+R3確定數(shù)字電位器R2、R3的階數(shù)。當(dāng)階數(shù)N2、N3均為O時(shí)，可變電阻單元12的理論總電阻R12 (O);隨后，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)再基于步長(zhǎng)較大的數(shù)字電位器R2的步長(zhǎng)L2及期望總阻值Rtl與理論總電阻R12 (O)的偏差量AR=Rtl-R12 (0)，確定步長(zhǎng)較大的數(shù)字電位器R2的階數(shù)N2= Λ RI L2，“ I ”表示整除；隨后再計(jì)算經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后的偏差量Λ R的殘差A(yù)r=AR-N2*L2 ;然后再基于步長(zhǎng)較小的數(shù)字電位器R3的步長(zhǎng)L3及殘差A(yù)r確定數(shù)字電位器R3的階數(shù)N3=Ar IL3，由此可使得最終剩余的殘差不超過(guò)數(shù)字電位器R3的步長(zhǎng)L3。
[0055] 優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)還可再基于各數(shù)字電位器的連接方式以及各數(shù)字電位器各自的步長(zhǎng)來(lái)調(diào)整所確定的階數(shù)，以進(jìn)一步降低最終剩余的殘差。
[0056]例如，對(duì)于由數(shù)字電位器串聯(lián)構(gòu)成的可變電阻單元，若最終剩余的殘差超過(guò)最小步長(zhǎng)的一半，則所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)將最小步長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的數(shù)字電位器的階數(shù)再加1，由此，可使最終剩余的殘差不超過(guò)最小步長(zhǎng)的一半。
[0057]又例如，對(duì)于由步長(zhǎng)分別為L(zhǎng)ll與L12的兩數(shù)字電位器串聯(lián)構(gòu)成的可變電阻單元，若步長(zhǎng)Lll與L12的比值為5:2，則若最終剩余的殘差大于最小步長(zhǎng)L12的四分之三，則所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)將最小步長(zhǎng)L12的對(duì)應(yīng)的數(shù)字電位器的階數(shù)再加1，由此，可使最終剩余的殘差降至最小步長(zhǎng)L12的四分之一以內(nèi)；若最終剩余的殘差超過(guò)最小步長(zhǎng)L12的四分之一、且不超過(guò)最小步長(zhǎng)L12的四分之三，則所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)將步長(zhǎng)Lll對(duì)應(yīng)的數(shù)字電位器的階數(shù)再加
1、最小步長(zhǎng)L12對(duì)應(yīng)的數(shù)字電位器的階數(shù)再減2，由此可使最終剩余的殘差降低到最小步長(zhǎng)L12的四分之一以內(nèi)。
[0058]接著，在步驟S2中，當(dāng)各數(shù)字電位器階數(shù)設(shè)置后，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)判斷預(yù)定約束條件是否滿足，若是，則進(jìn)入步驟S3，若否則結(jié)束。
[0059]其中，所述預(yù)定約束條件包括任何可用于決定是否需要調(diào)整各數(shù)字電位器階數(shù)的條件，優(yōu)選地，包括但不限于以下一者:a)所述電路的相關(guān)信號(hào)的反饋值與期望值的誤差超過(guò)第一預(yù)定范圍，且重置各數(shù)字電位器的次數(shù)小于預(yù)定次數(shù)；b)所述可變電阻單元的實(shí)際總阻值與期望總阻值的誤差超過(guò)第二預(yù)定范圍，且設(shè)置各數(shù)字電位器的次數(shù)小于預(yù)定次數(shù)。
[0060]其中，所述電路的相關(guān)信號(hào)的反饋值可由所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)自行采集、也可由電路中的采集單元，例如，控制器提供等。
[0061]其中，所述可變電阻單元的實(shí)際總阻值根據(jù)電路的相關(guān)信號(hào)的反饋值及電路的相關(guān)信號(hào)與可變電阻單元電阻的關(guān)聯(lián)關(guān)系計(jì)算得到。
[0062]例如，對(duì)于圖3所示電路，當(dāng)基于步驟SI中所確定的各數(shù)字電位器階數(shù)設(shè)置各數(shù)字電位器后，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)基于電路輸出電壓的反饋值V以及輸出電壓與可變電阻單元的電阻之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系式:v = Vref^R1ZR12+!)確定可變電阻單元的實(shí)際總阻值為R12’，并基于實(shí)際總阻值為R12’與期望總阻值的誤差超過(guò)0.5歐姆、且設(shè)置各數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置次數(shù)未超過(guò)18次，確定需要調(diào)整各數(shù)字電位器的階數(shù)。
[0063]接著，在步驟S3中，當(dāng)預(yù)定約束條件滿足時(shí)，則所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)基于所述電路的相關(guān)信號(hào)的反饋值及期望值來(lái)確定阻值調(diào)整比例，并基于所述調(diào)整比例及可變電阻單元的當(dāng)前阻值來(lái)確定各數(shù)字電位器階數(shù)的調(diào)整量，隨后重返步驟S2。
[0064]具體地，若電路的相關(guān)信號(hào)Y與可變電阻單元的阻值R的相關(guān)關(guān)系為:Υ = Κ*Ρ+Α，其中，K、t、A為常數(shù)，由此，該相關(guān)信號(hào)Y的期望值Ywa與可變電阻器單元的期望總阻值R期望的關(guān)系可表不為:Y期望=K*R期望+A，也就是:Rj腫=(Y j腫_A) /K ；
[0065]相應(yīng)地，可變電阻器實(shí)際總阻值1?@與相關(guān)信號(hào)Y的反饋值￥@關(guān)系為:R娜=(Y
實(shí)際-A)_VK;

[0066]兩式相除可得:尺期望=穴實(shí)際* —-—7


[0067]因而，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)將可變電阻單元的阻值調(diào)整為當(dāng)前阻值的^倍即可。
[0068]例如，對(duì)于圖3所示 的電路，可變電阻單元的期望總阻值Rwa與輸出電壓的期望值
V的關(guān)系為:R_= Vref^R1Z(V-Vref)；
[0069]可變電阻單元的實(shí)際總阻值1?@與輸出電壓的反饋值Vt關(guān)系為:R@= Vref^R1/


[0071]由此，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)確定需要將可變電阻單元12的阻值調(diào)整為當(dāng)前阻值的kv倍，由于可變電阻單元12由數(shù)字電位器R2、R3串聯(lián)構(gòu)成，也就是將數(shù)字電位器R2、R3各自的阻值調(diào)整為當(dāng)前阻值的kv倍，進(jìn)而所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)基于數(shù)字電位器R2、R3各自的步長(zhǎng)即可確定數(shù)字電位器R2、R3各自的階數(shù)調(diào)整量。
[0072]本領(lǐng)域技術(shù)人員基于前述步驟SI中所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)基于所述期望總阻值來(lái)確定各數(shù)字電位器的階數(shù)的確定方式，應(yīng)該理解所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)基于數(shù)字電位器R2、R3各自的步長(zhǎng)，確定數(shù)字電位器R2、R3各自的階數(shù)調(diào)整量，以便將數(shù)字電位器R2、R3各自的阻值調(diào)整為當(dāng)前阻值的kv倍的方式，故在此不再予以詳述。
[0073]此外，還需說(shuō)明的是，上述所述僅僅只是列示，而非對(duì)本發(fā)明的限制，事實(shí)上，電路的相關(guān)信號(hào)Y與可變電阻單元的數(shù)字電位器R11、R12、R13的阻值的關(guān)聯(lián)關(guān)系也可為Y=K11XR11+K12XR12+K13XR13等，其中，K11、K12、K13不完全相等或各不相同。
[0074]作為一種優(yōu)選方式，在前述步驟S2中，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)計(jì)算所述電路相關(guān)信號(hào)當(dāng)前的反饋值與期望值的誤差Λ1-α)后，進(jìn)一步判斷該誤差值Λ1-α)是否大于前一次所計(jì)算出的反饋值與期望值的誤差ΛY(1-l)，若是，則表明前一次所設(shè)置的各數(shù)字電位器的階數(shù)已是局部最優(yōu)，則在前述步驟S3中，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)基于前一次的反饋值與期望值的誤差來(lái)重新確定各數(shù)字電位器階數(shù)的調(diào)整量。
[0075]對(duì)于任一阻值，可采用不同組合方式進(jìn)行表示。例如，對(duì)于100歐姆，可采用數(shù)字電位器RX的10階來(lái)表示，也可采用數(shù)字電位器RX的8階、數(shù)字電位器RY的4階來(lái)表示，如果遍歷搜索比較所有組合方式，即可得到誤差最小的全局最優(yōu)值。
[0076]例如，對(duì)于圖3所示的電路，當(dāng)R1=IOOk,數(shù)字電位器R2的步長(zhǎng)L2為10歐姆，數(shù)字電位器R3的步長(zhǎng)L3為4歐姆時(shí)，若遍歷數(shù)字電位器R2、R3的各種組合方式，獲得的輸出電壓誤差如圖4所示。由圖可知，可調(diào)電阻單元12的電阻分辨率高達(dá)0.1歐姆，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于步長(zhǎng)較小的數(shù)字電位器R3步長(zhǎng)的L3。
[0077]雖然應(yīng)用遍歷方式搜尋電阻能實(shí)現(xiàn)很高的精度，但是需要成百上千次搜索，極大降低了電路的響應(yīng)速度，缺乏實(shí)用價(jià)值。不過(guò)，從遍歷搜尋方式中獲得一個(gè)重要啟示，即若改變搜索初始點(diǎn)有可能找到更優(yōu)值。為此，在局域搜索無(wú)法滿足精度要求的情形下，可在局域最優(yōu)值處，基于前一次的誤差Λ-α-υ來(lái)重新確定各數(shù)字電位器的階數(shù)的調(diào)整量。
[0078]例如，對(duì)于圖3所示的電路，當(dāng)輸出電壓的當(dāng)前的反饋值與期望值的差大于前一次所計(jì)算出的反饋值與期望值的差，且數(shù)字電位器R2、R3基于前一次所確定的各自的階數(shù)調(diào)整量調(diào)整后的階數(shù)分別為ml、m2，則所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)基于數(shù)字電位器R2、R3的步長(zhǎng)比L2:L3=5:2確定將數(shù)字電位器R2前一次調(diào)整后的階數(shù)ml加2，而將數(shù)字電位器R3前一次調(diào)整后的階數(shù)m2減5，由此，雖然，可調(diào)電阻單元12理論總阻值(理論總阻值基于公式R12 =R2+R3計(jì)算得到)不變，但實(shí)際總阻值由于數(shù)字電位器R2、R3阻值的物理實(shí)際誤差而有所改變，從而可導(dǎo)致輸出電壓發(fā)生改變。
[0079]作為另一種優(yōu)選方式，在前述步驟S2中，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)判斷可變電阻單元的當(dāng)前實(shí)際總阻值與所述期望總阻值的誤差是否大于可變電阻單元的前一次的實(shí)際總阻值與所述期望總阻值的誤差，若是，則也表明前一次所設(shè)置的各數(shù)字電位器的階數(shù)已是局部最優(yōu)，則在前述步驟S3中，所述調(diào)節(jié) 系統(tǒng)基于前一次的反饋值與期望值的誤差來(lái)重新確定各數(shù)字電位器階數(shù)的調(diào)整量。
[0080]需要說(shuō)明的是，當(dāng)在局域最優(yōu)值處，也可直接將前一次的設(shè)置作為最終設(shè)置，來(lái)終止整個(gè)設(shè)置過(guò)程。
[0081]如圖5所示，本發(fā)明提供一種基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。該調(diào)節(jié)系統(tǒng)2至少包括:階數(shù)確定單元21、判斷單元22、及調(diào)整單元23。
[0082]其中，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)2主要應(yīng)用于包含可變電阻單元的電路，且所述可變電阻單元包括多個(gè)數(shù)字電位器，各數(shù)字電位器的類(lèi)型可以相同，也可不完全相同，各數(shù)字電位器以串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)方式連接，而且，在該電路中，有一相關(guān)信號(hào)與可變電阻單元的阻值相關(guān)。優(yōu)選地，所述電路包括但不限于直流穩(wěn)壓電源電路等。
[0083]例如，如圖3所示，該直流穩(wěn)壓電源電路I包括穩(wěn)壓器11、由數(shù)字電位器R2、R3串聯(lián)構(gòu)成的可變電阻單元12、連接所述可變電阻單元12的電阻Rl及控制器14，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)2設(shè)置在所述控制器14中，該可變電阻單元12與電阻Rl串聯(lián)構(gòu)成穩(wěn)壓器11的反饋電阻網(wǎng)絡(luò)，該穩(wěn)壓器11向負(fù)載13輸出直流電壓V，且該輸出電壓V與可變電阻單元12阻值R12呈線性關(guān)系，即:V = UaVRyl)，其中，Vref為參考電壓。
[0084]首先，所述階數(shù)確定單元21基于所述電路的相關(guān)信號(hào)的期望值來(lái)確定可變電阻單元的期望總阻值，并基于所述期望總阻值來(lái)確定各數(shù)字電位器的階數(shù)。[0085]具體地，所述階數(shù)確定單元21先基于電路中可變電阻單元的阻值與電路的相關(guān)信號(hào)的線性關(guān)聯(lián)關(guān)系確定可變電阻單元的的期望總阻值，再基于可變電阻單元包含的數(shù)字電位器的連接方式及各數(shù)字電位器的步長(zhǎng)確定每一數(shù)字電位器的階數(shù)。
[0086]例如，對(duì)于圖3所示的直流穩(wěn)壓電源電路1，可變電阻單元12包含的數(shù)字電位器R2、R3以串聯(lián)方式連接，各自的步長(zhǎng)為L(zhǎng)2、L3，若穩(wěn)壓器11輸出電壓的期望值為V0,則所述階數(shù)確定單元21按照輸出電壓V與可變電阻單元12阻值R12的關(guān)系式:V = Vref* 0VR12+1)確定可變電阻單元12的期望總阻值為Rtl ;隨后，所述階數(shù)確定單元21再基于可變電阻單元12的理論總阻值R12 = R2+R3確定數(shù)字電位器R2、R3的階數(shù)。當(dāng)階數(shù)N2、N3均為O時(shí)，可變電阻單元12的理論總電阻R12(O);隨后，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)再基于步長(zhǎng)較大的數(shù)字電位器R2的步長(zhǎng)L2及期望總阻值Rtl與理論總電阻R12 (O)的偏差量AR=Rtl-R12 (0)，確定步長(zhǎng)較大的數(shù)字電位器R2的階數(shù)N2=AR|L2，“ I ”表示整除；隨后再計(jì)算經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后的偏差量AR的殘差A(yù)r=A R-N2*L2 ;然后再基于步長(zhǎng)較小的數(shù)字電位器R3的步長(zhǎng)L3及殘差A(yù)r確定數(shù)字電位器R3的階數(shù)N3=Ar|L3，由此可使得最終剩余的殘差不超過(guò)數(shù)字電位器R3的步長(zhǎng)L3。
[0087]優(yōu)選地，所述階數(shù)確定單元21還可再基于各數(shù)字電位器的連接方式以及各數(shù)字電位器各自的步長(zhǎng)來(lái)調(diào)整所確定的階數(shù)，以進(jìn)一步降低最終剩余的殘差。
[0088]例如，對(duì)于由數(shù)字電位器串聯(lián)構(gòu)成的可變電阻單元，若最終剩余的殘差超過(guò)最小步長(zhǎng)的一半，則所述階數(shù)確定單元21將最小步長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的數(shù)字電位器的階數(shù)再加1，由此，可使最終剩余的殘差不超過(guò)最小步長(zhǎng)的一半。
[0089]又例如，對(duì)于由步長(zhǎng)分別為L(zhǎng)ll與L12的兩數(shù)字電位器串聯(lián)構(gòu)成的可變電阻單元，若步長(zhǎng)Lll與L12的比值為5:2，則若最終剩余的殘差大于最小步長(zhǎng)L12的四分之三，則所述階數(shù)確定單元21將最小步長(zhǎng)L12的對(duì)應(yīng)的數(shù)字電位器的階數(shù)再加1，由此，可使最終剩余的殘差降至最小步長(zhǎng)L12的四分之一以內(nèi)；若最終剩余的殘差超過(guò)最小步長(zhǎng)L12的四分之一、且不超過(guò)最小步長(zhǎng)L12的四分之三，則所述階數(shù)確定單元21將步長(zhǎng)Lll對(duì)應(yīng)的數(shù)字電位器的階數(shù)再加1、最小步長(zhǎng)L12對(duì)應(yīng)的數(shù)字電位器的階數(shù)再減2，由此可使最終剩余的殘差進(jìn)一步降低。
[0090]接著，在步驟S2中，各數(shù)字電位器階數(shù)設(shè)置后，所述判斷單元22判斷預(yù)定約束條件是否滿足，若是，則啟動(dòng)調(diào)整單元23，若否則結(jié)束。
[0091]其中，所述預(yù)定約束條件包括任何可用于決定是否需要調(diào)整各數(shù)字電位器階數(shù)的條件，優(yōu)選地，包括但不限于以下一者:a)所述電路的相關(guān)信號(hào)的反饋值與期望值的誤差超過(guò)第一預(yù)定范圍，且設(shè)置各數(shù)字電位器的次數(shù)小于預(yù)定次數(shù)；b)所述可變電阻單元的實(shí)際總阻值與期望總阻值的誤差超過(guò)第二預(yù)定范圍，且設(shè)置各數(shù)字電位器的次數(shù)小于預(yù)定次數(shù)。
[0092]其中，所述電路的相關(guān)信號(hào)的反饋值可由所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)2自行采集、也可由電路中的采集單元，例如，控制器提供等。
[0093]其中，所述可變電阻單元的實(shí)際總阻值根據(jù)電路的相關(guān)信號(hào)的反饋值及電路的相關(guān)信號(hào)與可變電阻單元電阻的相關(guān)關(guān)系計(jì)算得到。
[0094]例如，對(duì)于圖3所示電路，當(dāng)基于階數(shù)確定單元21所確定的各數(shù)字電位器階數(shù)設(shè)置各數(shù)字電位器后，所述判斷單元22基于電路輸出電壓的反饋值以及輸出電壓與可變電阻單元的電阻之間的線性關(guān)系式:V = Vref^R1ZR12+!)確定可變電阻單元的實(shí)際總阻值為R12’，并基于實(shí)際總阻值為R12’與期望總阻值的誤差超過(guò)0.5歐姆、且設(shè)置各數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置次數(shù)未超過(guò)18次，確定需要調(diào)整各數(shù)字電位器的階數(shù)。
[0095]接著，當(dāng)預(yù)定約束條件滿足時(shí)，則所述調(diào)整單元23基于所述電路的相關(guān)信號(hào)的反饋值及期望值來(lái)確定阻值調(diào)整比例，并基于所述調(diào)整比例及可變電阻單元的當(dāng)前阻值來(lái)確定各數(shù)字電位器階數(shù)的調(diào)整量，隨后前述再執(zhí)行判斷操作。。
[0096]具體地，若電路的相關(guān)信號(hào)Y與可變電阻單元的阻值R的相關(guān)關(guān)系為:Υ = Κ*Ρ+Α，其中，K、t、A為常數(shù)，由此，該相關(guān)信號(hào)Y的期望值Ywa與可變電阻器單元的期望總阻值R期望的關(guān)系可表不為:Y期望=K*R期望+A，也就是:Rj腫=(Y j腫_A) /K ；
[0097]相應(yīng)地，可變電阻器實(shí)際總阻值1?@與相關(guān)信號(hào)Y的反饋值￥@關(guān)系為:R娜=(Y
實(shí)際-A)_VK;


(Y in.?-A)'(
[0098]兩式相除可得:穴期望=




(Y * — A) 1
[0099]因而，所述調(diào)整單元23將可變電阻單元的阻值調(diào)整為當(dāng)前阻值的^倍即可。
[0100]例如，對(duì)于圖3所示的電路，可變電阻單元的期望總阻值Rwa與輸出電壓的期望值
V的關(guān)系為:R_= Vref^R1Z(V-Vref)；
[0101]可變電阻單元的實(shí)際總阻值1?@與輸出電壓的反饋值Vt關(guān)系為:R娜=Vref^R1/



(V, — Vr-1 ')
(Vt-Vref)兩式相除可得:如望=尺實(shí)標(biāo)* τ/ ；


(P — Vref)
,(Vt-Vrcf)
[0102]若令K - Qr _ YrefJ，則 R 讀=kv*R 實(shí)際;
[0103]由此，所述調(diào)整單元23確定需要將可變電阻單元12的阻值調(diào)整為當(dāng)前阻值的kv倍，由于可變電阻單元12由數(shù)字電位器R2、R3串聯(lián)構(gòu)成，也就是將數(shù)字電位器R2、R3各自的阻值調(diào)整為當(dāng)前阻值的kv倍，進(jìn)而所述調(diào)整單元23基于數(shù)字電位器R2、R3各自的步長(zhǎng)即可確定數(shù)字電位器R2、R3各自的階數(shù)調(diào)整量。
[0104]本領(lǐng)域技術(shù)人員基于前述階數(shù)確定單元21基于期望總阻值來(lái)確定各數(shù)字電位器的階數(shù)的確定方式，應(yīng)該理解所述調(diào)整單元23基于數(shù)字電位器R2、R3各自的步長(zhǎng)，確定數(shù)字電位器R2、R3各自的階數(shù)調(diào)整量，以便將數(shù)字電位器R2、R3各自的阻值調(diào)整為當(dāng)前阻值的kv倍的方式，故在此不再予以詳述。
[0105]作為一種優(yōu)選方式，在前述判斷單元22還計(jì)算所述電路相關(guān)信號(hào)當(dāng)前的反饋值與期望值的誤差Λα)后，進(jìn)一步判斷該誤差值Λα)是否大于前一次所計(jì)算出的反饋值與期望值的誤差Λ Y(1-l)，若是，則表明前一次所設(shè)置的各數(shù)字電位器的階數(shù)已是局部最優(yōu)，則所述調(diào)整單元23基于前一次的反饋值與期望值的誤差來(lái)重新確定各數(shù)字電位器階數(shù)的調(diào)整量。
[0106]對(duì)于任一阻值，可采用不同組合方式進(jìn)行表示。例如，對(duì)于100歐姆，可采用數(shù)字電位器RX的10階來(lái)表示，也可采用數(shù)字電位器RX的8階、數(shù)字電位器RY的4階來(lái)表示，如果遍歷搜索比較所有組合方式，即可得到誤差最小的全局最優(yōu)值，如果遍歷所有組合方式，即可得到誤差最小的全局最優(yōu)值。
[0107]例如，對(duì)于圖3所示的電路，當(dāng)R1=IOOk,數(shù)字電位器R2的步長(zhǎng)L2為10歐姆，數(shù)字電位器R3的步長(zhǎng)L3為4歐姆時(shí)，若遍歷數(shù)字電位器R2、R3的各種組合方式，獲得的輸出電壓誤差如圖4所示。由圖可知，可調(diào)電阻單元12的電阻分辨率高達(dá)0.1歐姆，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于步長(zhǎng)較小的數(shù)字電位器R3步長(zhǎng)的L3。
[0108]雖然應(yīng)用遍歷方式搜尋電阻能實(shí)現(xiàn)很高的精度，但是需要成百上千次搜索，極大降低了電路的響應(yīng)速度，缺乏實(shí)用價(jià)值。不過(guò)，從遍歷搜尋方式中獲得一個(gè)重要啟示，即若改變搜索初始點(diǎn)有可能找到更優(yōu)值。為此，在局域搜索無(wú)法滿足精度要求的情形下，可在局域最優(yōu)值處，基于前一次的誤差Λ1-α-υ來(lái)重新確定各數(shù)字電位器的階數(shù)的調(diào)整量。
[0109]例如，對(duì)于圖3所示的電路，當(dāng)輸出電壓的當(dāng)前的反饋值與期望值的誤差大于前一次所計(jì)算出的反饋值與期望值的誤差，且數(shù)字電位器R2、R3基于前一次所確定的各自的階數(shù)調(diào)整量調(diào)整后的階數(shù)分別為ml、m2，則所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)基于數(shù)字電位器R2、R3的步長(zhǎng)比L2:L3=5:2確定將數(shù)字電位器R2前一次調(diào)整后的階數(shù)ml加2，而將數(shù)字電位器R3前一次調(diào)整后的階數(shù)m2減5，由此，雖然，可調(diào)電阻單元12理論總阻值(理論總阻值基于公式R12 =R2+R3計(jì)算得到)不變，但實(shí)際總阻值由于數(shù)字電位器R2、R3阻值的物理實(shí)際誤差而有所改變，從而可導(dǎo)致輸出電壓發(fā)生改變。
[0110]作為另一種優(yōu)選方式，在前述判斷單元22還判斷可變電阻單元的當(dāng)前實(shí)際總阻值與所述期望總阻值的誤差是否大于可變電阻單元的前一次的實(shí)際總阻值與所述期望總阻值的誤差，若是，則也表明前一次所設(shè)置的各數(shù)字電位器的階數(shù)已是局部最優(yōu)，則所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)基于前一次的反饋值與期望值的誤差來(lái)重新確定各數(shù)字電位器階數(shù)的調(diào)整量。
[0111]以下將通過(guò)對(duì)圖3所示的電路的描述來(lái)詳述本發(fā)明:
[0112]在圖3所示的寬輸出 范圍的直流電源電路I中，控制器14包含前述調(diào)節(jié)系統(tǒng)2，當(dāng)電路上電后，調(diào)節(jié)系統(tǒng)2的階數(shù)確定單元21基于輸出電壓的期望值確定了數(shù)字電位器R2、R3的階數(shù)后，所述控制器14基于所述階數(shù)確定單元21確定的階數(shù)設(shè)置數(shù)字電位器R2、R3的階數(shù)；隨后控制器14采樣穩(wěn)壓器11輸出電壓的反饋值，并通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后提供給調(diào)節(jié)系統(tǒng)2的判斷單元22，判斷單元22基于輸出電壓的反饋值與期望值的誤差超過(guò)第一預(yù)定范圍，確定需要調(diào)整各數(shù)字電位器的階數(shù)，則調(diào)節(jié)系統(tǒng)2的調(diào)整單元23基于可變電阻單元12的當(dāng)前阻值與所確定的調(diào)整比例來(lái)確定數(shù)字電位器R2、R3的階數(shù)調(diào)整量，接著，控制器14基于數(shù)字電位器R2、R3的階數(shù)調(diào)整量來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器R2、R3的階數(shù)；隨后再采樣穩(wěn)壓器11輸出電壓的反饋值，由調(diào)節(jié)系統(tǒng)2基于該輸出電壓的反饋值來(lái)確定是否需要再次調(diào)整數(shù)字電位器R2、R3的階數(shù)，如此不斷重復(fù)，直至預(yù)定約束條件不再滿足為止。
[0113]上述電路中，若該直流電源電路輸出電壓范圍為5V-60V，當(dāng)參考電壓值V,ef與反饋電阻R1不存在誤差時(shí)，輸出電壓誤差如圖6所示，數(shù)字電位器R2、R3設(shè)置次數(shù)如圖7所示。由圖6可知，輸出電壓誤差變化趨勢(shì)隨輸出電壓值增加而增加；絕大部分時(shí)刻可變電阻單元的電阻誤差低于0.5歐姆。以0.5歐姆誤差與18次設(shè)置次數(shù)作為終止條件，由圖7可見(jiàn)，大部分時(shí)刻，數(shù)字電位器R2、R3階數(shù)的設(shè)置次數(shù)處于2-10之間。
[0114]當(dāng)環(huán)境溫度變化較大或者器件選擇不當(dāng)時(shí)，可能導(dǎo)致參考電壓值Vief與反饋電阻R1阻值不符合理想值，對(duì)數(shù)字電位器R2、R3階數(shù)的設(shè)置會(huì)產(chǎn)生影響。假設(shè)參考電壓VMf增加5%，反饋電阻R1增加10%，此時(shí)直流電源輸出電壓誤差與數(shù)字電位器R2、R3階數(shù)的設(shè)置次數(shù)分別如圖8、圖9所示。由圖可知，輸出電壓誤差變化趨勢(shì)和圖6 —致，且設(shè)置次數(shù)也沒(méi)有明顯增加。這說(shuō)明基于比值的數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)方法具有良好的魯棒性，可以克服各種器件誤差。
[0115]綜上所述，本發(fā)明的基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的方法及系統(tǒng)基于電路的相關(guān)信號(hào)與可變電阻單元的阻值呈線性關(guān)系，進(jìn)而基于比值來(lái)確定各數(shù)字電位器的階數(shù)調(diào)整量，可有效減小數(shù)字電位器的誤差；并通過(guò)適時(shí)重置搜索點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化搜索，加速了數(shù)字電位器的設(shè)置過(guò)程，最大程度確保了電路的相關(guān)信號(hào)，例如輸出電壓的精度。本發(fā)明應(yīng)用范圍不限于直流電源系統(tǒng)，也可應(yīng)用于需要數(shù)字可變電阻器的其他領(lǐng)域。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0116]上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)方法，其應(yīng)用于包含有由多個(gè)數(shù)字電位器構(gòu)成的可變電阻單元的電路，且該電路的一相關(guān)信號(hào)與可變電阻單元的阻值相關(guān)，其特征在于，所述基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)方法至少包括: 1)基于所述電路的相關(guān)信號(hào)的期望值來(lái)確定可變電阻單元的期望總阻值，并基于所述期望總阻值來(lái)確定各數(shù)字電位器的階數(shù)； 2)當(dāng)各數(shù)字電位器的階數(shù)設(shè)置后，判斷預(yù)定約束條件是否滿足； 3)當(dāng)預(yù)定約束條件滿足時(shí)，基于所述電路的相關(guān)信號(hào)的反饋值及期望值來(lái)確定阻值調(diào)整比例，并基于所述調(diào)整比例及可變電阻單元的當(dāng)前階數(shù)來(lái)確定各數(shù)字電位器階數(shù)的調(diào)整量，隨后重返步驟2)； 其中，所述預(yù)定約束條件包括a或者b: a、所述電路相關(guān)信號(hào)的反饋值與期望值的誤差超過(guò)第一預(yù)定范圍內(nèi)，且設(shè)置各數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置次數(shù)小于預(yù)定次數(shù)； b、所述可變電阻單元的實(shí)際總阻值與期望總阻值的誤差超過(guò)第二預(yù)定范圍內(nèi)，且設(shè)置各數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置 次數(shù)小于預(yù)定次數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)方法，其特征在于:當(dāng)可變電阻單元中的各數(shù)字電位器串聯(lián)時(shí)，在步驟I)與步驟3)中，若基于所確定的階數(shù)所計(jì)算出的可變電阻單元的阻值與所述期望總阻值的殘差超過(guò)最小步長(zhǎng)的一半，則將最小步長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字電位器的階數(shù)再加I ;若最小步長(zhǎng)的數(shù)字電位器的步長(zhǎng)與另一數(shù)字電位器的步長(zhǎng)比為2:5，則當(dāng)基于所確定的階數(shù)所計(jì)算出的可變電阻單元的阻值與所述期望總阻值的殘差超過(guò)最小步長(zhǎng)的3/4，則將最小步長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字電位器的階數(shù)再加I ;若當(dāng)基于所確定的階數(shù)所計(jì)算出的可變電阻單元的阻值與所述期望總阻值的殘差超過(guò)最小步長(zhǎng)的1/4但未超過(guò)最小步長(zhǎng)的3/4，則再將最小步長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字電位器的階數(shù)減2、該另一數(shù)字電位器的階數(shù)加I。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，在步驟2)中還包括: 判斷當(dāng)前反饋值與期望值的誤差是否大于前一次反饋值與期望值的誤差； 所述方法還包括步驟: 若當(dāng)前反饋值與期望值的誤差大于前一次反饋值與期望值的誤差，則基于前一次的反饋值與期望值的誤差來(lái)重新確定各數(shù)字電位器階數(shù)的調(diào)整量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，在步驟2)中還包括: 判斷可變電阻單元的當(dāng)前實(shí)際總阻值與所述期望總阻值的誤差是否大于可變電阻單元的前一次的實(shí)際總阻值與所述期望總阻值的誤差； 所述方法還包括步驟: 若可變電阻單元的當(dāng)前實(shí)際總阻值與所述期望總阻值的誤差大于可變電阻單元的前一次的實(shí)際總阻值與所述期望總阻值的誤差，則基于前一次的反饋值與期望值的誤差來(lái)重新確定各數(shù)字電位器階數(shù)的調(diào)整量。
5.一種基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其應(yīng)用于包含有由多個(gè)數(shù)字電位器構(gòu)成的可變電阻單元的電路，且該電路的一相關(guān)信號(hào)與可變電阻單元的阻值相關(guān)，其特征在于，所述基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)系統(tǒng)至少包括: 階數(shù)確定單元，用于基于所述電路的相關(guān)信號(hào)的期望值來(lái)確定可變電阻單元的期望總阻值，并基于所述期望總阻值來(lái)確定各數(shù)字電位器的階數(shù)； 判斷單元，用于當(dāng)各數(shù)字電位器的階數(shù)設(shè)置后，判斷預(yù)定約束條件是否滿足； 調(diào)整單元，用于當(dāng)預(yù)定約束條件滿足時(shí)，基于所述電路的相關(guān)信號(hào)的反饋值及期望值來(lái)確定阻值調(diào)整比例，并基于所述調(diào)整比例及可變電阻單元的當(dāng)前階數(shù)來(lái)確定各數(shù)字電位器階數(shù)的調(diào)整量； 其中，所述預(yù)定約束條件包括a或者b: a、所述電路相關(guān)信號(hào)的反饋值與期望值的誤差超過(guò)第一預(yù)定范圍，且設(shè)置各數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置次數(shù)小于預(yù)定次數(shù)； b、所述可變電阻單元的實(shí)際總阻值與期望總阻值的誤差超過(guò)第二預(yù)定范圍，且設(shè)置各數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置次數(shù)小于預(yù)定次數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:當(dāng)可變電阻單元中的各數(shù)字電位器串聯(lián)時(shí)，若基于所確定的階數(shù)所計(jì)算出的可變電阻單元的阻值與所述期望總阻值的殘差超過(guò)最小步長(zhǎng)的一半，則階數(shù)確定單元或調(diào)整單元將最小步長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字電位器的階數(shù)再加I ;若最小步長(zhǎng)的數(shù)字電位器的步長(zhǎng)與另一數(shù)字電位器的步長(zhǎng)比為2:5，則當(dāng)基于所確定的階數(shù)所計(jì)算出的可變電阻單元的阻值與所述期望總阻值的殘差超過(guò)最小步長(zhǎng)的3/4，則階數(shù)確定單元或調(diào)整單元將最小步長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字電位器的階數(shù)再加I ;若當(dāng)基于所確定的階數(shù)所計(jì)算出的可變電阻單元的阻值與所述期望總阻值的殘差超過(guò)最小步長(zhǎng)的1/4但未超過(guò)最小步長(zhǎng)的3/4，則階數(shù)確定單元或調(diào)整單元再將最小步長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字電位器的階數(shù)減2、該另一數(shù)字電位器的階數(shù)加I。`
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述判斷單元還用于: 判斷反饋值與期望值的誤差是否大于前一次反饋值與期望值的誤差； 所述調(diào)整單元還用于: 若當(dāng)前反饋值與期望值的誤差大于前一次反饋值與期望值的誤差，則基于前一次的反饋值與期望值的誤差來(lái)重新確定各數(shù)字電位器階數(shù)的調(diào)整量。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于比值來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述判斷單元還用于: 判斷可變電阻單元的當(dāng)前實(shí)際總阻值與所述期望總阻值的誤差是否大于可變電阻單元的前一次的實(shí)際總阻值與所述期望總阻值的誤差； 所述調(diào)整單元還用于: 若可變電阻單元的當(dāng)前實(shí)際總阻值與所述期望總阻值的誤差大于可變電阻單元的前一次的實(shí)際總阻值與所述期望總阻值的誤差，則基于前一次的反饋值與期望值的誤差來(lái)重新確定各數(shù)字電位器階數(shù)的調(diào)整量。
9.一種寬輸出范圍的直流電源電路，其特征在于:所述寬輸出范圍的直流電源電路至少包括:直流穩(wěn)壓器； 包含可變電阻單元的電阻網(wǎng)絡(luò)，與所述直流穩(wěn)壓器連接，用于調(diào)節(jié)所述直流穩(wěn)壓器的輸出電壓，其中，所述可變電阻單元包括多個(gè)數(shù)字電位器；控制器， 包括權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其連接在所述直流穩(wěn)壓器輸出端，用于設(shè)置各數(shù)字電位器的阻值及采集所述直流穩(wěn)壓器的輸出電壓。
【文檔編號(hào)】G05F1/46GK103488224SQ201310471366
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】杜翀, 何亮明 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院