一種串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法，包括：以相同整數(shù)化倍數(shù)擴(kuò)大數(shù)字電位器實(shí)際分辨率，得到第一整數(shù)化分辨率B1、第二整數(shù)化分辨率B2，并將串聯(lián)數(shù)字電位器的目標(biāo)阻值減去數(shù)字電位器的輸出開(kāi)關(guān)阻值后以相同整數(shù)化倍數(shù)擴(kuò)大，得到整數(shù)化目標(biāo)阻值R0；計(jì)算所述第一整數(shù)化分辨率B1及所述第二整數(shù)化分辨率B2的最大公約數(shù)G，并返回質(zhì)數(shù)形式G＝S×B1+T×B2；計(jì)算目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C；判斷所述初始估計(jì)值C是否能精確表示，并確定最佳估計(jì)值C0的取值；計(jì)算第一階數(shù)K1及第二階數(shù)K2。本發(fā)明得到的最高分辨率為兩個(gè)數(shù)字電位器分辨率的最大公約數(shù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)方法得到的最高分辨率。
【專利說(shuō)明】一種串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字電位器的電子控制系統(tǒng)，特別是涉及一種串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的聞分辨率設(shè)置方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電位器是一種具有三個(gè)端口且阻值可按某種變化規(guī)律調(diào)節(jié)的電阻元件，電位器包括機(jī)械電位器及數(shù)字電位器。機(jī)械式電位器通常由電阻體和滑動(dòng)系統(tǒng)組成，當(dāng)電阻體的兩個(gè)固定觸點(diǎn)之間外加一個(gè)電壓時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)系統(tǒng)改變觸點(diǎn)在電阻體上的位置，在動(dòng)觸點(diǎn)與固定觸點(diǎn)之間便可得到一個(gè)與動(dòng)觸點(diǎn)位置成一定關(guān)系的電壓；數(shù)字電位器也稱為非接觸式電位器，它取消了電阻基片和電刷，是一種半導(dǎo)體集成電路，通過(guò)數(shù)字電路控制選通電阻的阻值，以此改變電阻值,進(jìn)而改變電路中電壓、電流等參數(shù)。
[0003]與機(jī)械式電位器相比，數(shù)字電位器不但具有耐沖擊、抗振動(dòng)、噪聲小、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，而且更重要的是數(shù)字電位器不由手工調(diào)節(jié)，而是由數(shù)字信號(hào)進(jìn)行控制，可以方便地與計(jì)算機(jī)連接，由編程實(shí)現(xiàn)電阻的改變，從而實(shí)現(xiàn)操作的自動(dòng)化。數(shù)字電位器以其調(diào)節(jié)精度高；沒(méi)有噪聲，有極長(zhǎng)的工作壽命；無(wú)機(jī)械磨損等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的調(diào)節(jié)。
[0004]數(shù)字電位器一般由RDAC (Resistance Digital to Analogy converter)及數(shù)字輸入控制電路兩部分構(gòu)成。RDAC是數(shù)字電位器的重要組成部分，它由標(biāo)稱電阻陣列、開(kāi)關(guān)及譯碼器構(gòu)成。電阻陣列中有可被滑動(dòng)端訪問(wèn)的抽頭，由譯碼器來(lái)決定電子開(kāi)關(guān)的通斷，從而實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)端位置的改變。數(shù)字電位器分辨率由標(biāo)稱電阻與譯碼器位數(shù)決定，在標(biāo)稱電阻相同的條件下，譯碼器的位數(shù)越多，數(shù)字電位器分辨率越高；在譯碼器的位數(shù)相同的條件下，標(biāo)稱電阻越小，數(shù)字電位器分辨率越高。如標(biāo)稱電阻為10ΚΩ、譯碼器位數(shù)為10的數(shù)字電位器，其分辨率為10Ω。目前市場(chǎng)中分辨率最高的達(dá)到4Ω，但是其標(biāo)稱電阻只有1ΚΩ，在一些精密電子控制系統(tǒng)中，往往同時(shí)要求數(shù)字電位器具有寬范圍與高分辨率，為此需要應(yīng)用多個(gè)不同類型的數(shù)字電位器進(jìn)行串聯(lián)組合應(yīng)用。
[0005]數(shù)字電位器的串聯(lián)可顯著提高可變電阻器系統(tǒng)的阻值范圍，但也增加了兩個(gè)數(shù)字電位器協(xié)同控制的復(fù)雜度，此時(shí)不同的設(shè)置方法可能導(dǎo)致很大的性能差異。目前常見(jiàn)的一種設(shè)置方法是采用一個(gè)大量程低分辨率的數(shù)字電位器與一個(gè)小量程高分辨率數(shù)字電位器進(jìn)行串聯(lián)應(yīng)用。電位器系統(tǒng)設(shè)置時(shí)，首先通過(guò)大量程數(shù)字電位器進(jìn)行粗調(diào)，然后利用高分辨率數(shù)字電位器進(jìn)行細(xì)調(diào)。上述數(shù)字電位器串聯(lián)與設(shè)置方式雖然可以較好發(fā)揮兩種數(shù)字電位器的互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)，但是其最終的分辨率為兩個(gè)串聯(lián)電位器中分辨率較高的一個(gè)，仍然無(wú)法突破數(shù)字電位器分辨率的工藝限制。

【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串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)字電位器串聯(lián)設(shè)置方式無(wú)法突破數(shù)字電位器分辨率工藝限制的問(wèn)題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種串聯(lián)數(shù)字電位器分辨率的設(shè)置方法，所述串聯(lián)數(shù)字電位器分辨率的設(shè)置方法至少包括以下步驟:
[0008]步驟一:以相同整數(shù)化倍數(shù)擴(kuò)大第一數(shù)字電位器的第一實(shí)際分辨率及第二數(shù)字電位器的第二實(shí)際分辨率，使所述第一實(shí)際分辨率及第二實(shí)際分辨率整數(shù)化，獲得第一整數(shù)化分辨率B1、第二整數(shù)化分辨率B2;將串聯(lián)數(shù)字電位器的目標(biāo)阻值減去所述第一電位器的第一輸出開(kāi)關(guān)阻值及所述第二電位器的第二輸出開(kāi)關(guān)阻值后，以所述整數(shù)化倍數(shù)擴(kuò)大，獲得整數(shù)化目標(biāo)阻值R0;
[0009]步驟二:計(jì)算所述第一整數(shù)化分辨率B1及所述第二整數(shù)化分辨率B2的最大公約數(shù)G,并計(jì)算第一數(shù)值S及第二數(shù)值T，滿足表達(dá)式G = SX B^T X B2 ；
[0010]步驟三:計(jì)算目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C，所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C為最接近R0/G的整數(shù)；
[0011]步驟四:判斷目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C是否能精確表示，并確定目標(biāo)阻值的最佳估計(jì)值Ctl的取值；若滿足判定條件CXS/b2> = D或[-CXT/bpCXS/b2]內(nèi)存在整數(shù)，其中，D為不小于-CXIVb1的最小整數(shù)，bi及b2分別為所述第一整數(shù)化分辨率B1及所述第二整數(shù)化分辨率B2約去所述最大公約數(shù)G后的因數(shù)，則所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C能精確表示；若不滿足所述判定條件，則更新所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C ;將滿足所述判定條件的目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C設(shè)定為所述目標(biāo)阻值的最佳估計(jì)值Ctl ；
[0012]步驟五:計(jì)算所述數(shù)字電位器的第一階數(shù)K1及第二階數(shù)K2 ;所述第一階數(shù)K1 =b2X (CQXS/b2-D)，所述第二階數(shù) K2 = DXb1-C0XTo
[0013]優(yōu)選地，步驟二中所述最大公約數(shù)G的求解過(guò)程可以應(yīng)用歐幾里德算法或者擴(kuò)展歐幾里德算法。
[0014]優(yōu)選地，步驟二中所述第一數(shù)值S及所述第二數(shù)值T為整數(shù)。
[0015]更優(yōu)選地，所述第一數(shù)值S為非負(fù)整數(shù)，所述第二數(shù)值T為非正整數(shù)或者所述第一數(shù)值S為非正整數(shù)，所述第二數(shù)值T為非負(fù)整數(shù)。
[0016]優(yōu)選地，步驟四中更新所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C的方法為以RcZG為原點(diǎn)，按距離由近及遠(yuǎn)取整數(shù)值，直到滿足所述判定條件為止。
[0017]優(yōu)選地，所述第一階數(shù)K1及所述第二階數(shù)K2為非負(fù)整數(shù)。
[0018]優(yōu)選地，所述第一整數(shù)化分辨率B1、所述第二整數(shù)化分辨率B2及所述最大公約數(shù)G由系統(tǒng)儲(chǔ)存，可在不同目標(biāo)阻值情況下重復(fù)使用。
[0019]優(yōu)選地，所述串聯(lián)數(shù)字電位器分辨率的設(shè)置方法可應(yīng)用于2個(gè)或以上的數(shù)字電位器串聯(lián)的情況。
[0020]如上所述，本發(fā)明的串聯(lián)數(shù)字電位器分辨率的設(shè)置方法，具有以下有益效果:
[0021] 本發(fā)明針對(duì)串聯(lián)數(shù)字電位器系統(tǒng)提出一種數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法，可在應(yīng)用相同的數(shù)字電位器條件下進(jìn)一步提高數(shù)字電位器分辨率，并為串聯(lián)數(shù)字電位器的匹配方式提供新思路。本發(fā)明所述串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法可以達(dá)到的最佳分辨率為各電位器分辨率的最大公約數(shù)，與傳統(tǒng)方法相比性能具有極大提升。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0022]圖1顯示為本發(fā)明的串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法流程示意圖。
[0023]圖2顯示為歐幾里德算法流程示意圖。
[0024]元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0025]SI~S5 步驟一~步驟五
[0026]R實(shí)際阻值
[0027]R0目標(biāo)阻值
[0028]K數(shù)字電位器的階數(shù)
[0029]K1第一階數(shù)
[0030]K2第二階數(shù)
[0031]K3第三階數(shù)
[0032]K4第四階數(shù)
[0033]B數(shù)字電位器的分辨率
[0034]B1第一整數(shù)化分辨率
[0035]B2第二整數(shù)化分辨率
[0036]B3第三整數(shù)化分辨率
[0037]W數(shù)字電位器的輸出開(kāi)關(guān)阻值
[0038]W1第一輸出開(kāi)關(guān)阻值
[0039]W2第二輸出開(kāi)關(guān)阻值
[0040]G第一整數(shù)化分辨率及第二整數(shù)化分辨率的最大公約數(shù)
[0041]S第一數(shù)值
[0042]T第二數(shù)值
[0043]C目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值
[0044]C0目標(biāo)阻值的最佳估計(jì)值
【具體實(shí)施方式】
[0045]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。
[0046]請(qǐng)參閱圖1~圖2。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。
[0047]數(shù)字電位器的實(shí)際阻值R可以表示為R = KXB+W，其中K為數(shù)字電位器設(shè)置后的階數(shù)，B為數(shù)字電位器的分辨率(即步長(zhǎng))，W為數(shù)字電位器的輸出開(kāi)關(guān)阻值。當(dāng)兩個(gè)數(shù)字電位器串聯(lián)時(shí)，整個(gè)可變電阻器系統(tǒng)的實(shí)際電阻為:R = KaXBa+Wa+KbXBb+Wb，其中，Ka為第一數(shù)字電位器設(shè)置后的階數(shù)、Ba為第一數(shù)字電位器設(shè)置后的分辨率、Wa為第一數(shù)字電位器設(shè)置后的輸出開(kāi)關(guān)阻值；Kb為第二數(shù)字電位器設(shè)置后的階數(shù)、Bb為第二數(shù)字電位器設(shè)置后的分辨率、Wb為第二數(shù)字電位器設(shè)置后的輸出開(kāi)關(guān)阻值。串聯(lián)數(shù)字電位器設(shè)置需要解決的問(wèn)題是:在目標(biāo)阻值已知的條件下，優(yōu)化計(jì)算兩個(gè)數(shù)字電位器的階數(shù):Ka&Kb，即為線性方程的正整數(shù)求解過(guò)程。與典型的丟番圖方程的整數(shù)解空間不同，數(shù)字電位器的階數(shù)K必須為非負(fù)整數(shù)，增加了解決問(wèn)題的難度。
[0048]貝祖定理定義:(a，b)代表最大公因數(shù)，則設(shè)a、b是不全為零的整數(shù)，則存在整數(shù)X、y，使得ax+by = (a, b)，由貝祖定理可知:R = KaXBa+ffa+KbXBb+ffb存在整數(shù)解的充要條件是R-Wa-Wb可以整除Ba與Bb的最大公約數(shù)。由此可知，串聯(lián)數(shù)字電位器系統(tǒng)的最佳分辨率即是Ba與Bb的最大公約數(shù)。事實(shí)上，由于電位器的階數(shù)K必須為非負(fù)整數(shù)，即使?jié)M足貝祖定理，上述方程也未必存在Ka、Kb的解。因此需要進(jìn)行判斷，并且必須優(yōu)化處理上述解不存在的情形。本發(fā)明的串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法根據(jù)對(duì)二元線性方程的整數(shù)解集進(jìn)行非負(fù)數(shù)限定，推導(dǎo)出是否存在相關(guān)正整數(shù)解的判定條件。如果存在Ka、Kb的合理解，則直接應(yīng)用其中一個(gè)解；否則依次選取符合最佳分辨率且離目標(biāo)阻值最接近的候選阻值進(jìn)行判斷求解，再用離目標(biāo)阻值最接近的符合判定條件的候選阻值求解。
[0049]如圖1所示，本發(fā)明提供一種串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法，所述串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法至少包括以下步驟:
[0050]步驟一 S1:以相同整數(shù)化倍數(shù)擴(kuò)大第一數(shù)字電位器的第一實(shí)際分辨率及第二數(shù)字電位器的第二實(shí)際分辨率，使所述第一實(shí)際分辨率及第二實(shí)際分辨率整數(shù)化，獲得第一整數(shù)化分辨率B1、第二整數(shù)化分辨率B2 ;將串聯(lián)數(shù)字電位器的目標(biāo)阻值減去所述第一電位器的第一輸出開(kāi)關(guān)阻值1及所述第二電位器的第二輸出開(kāi)關(guān)阻值胃2后，以所述整數(shù)化倍數(shù)擴(kuò)大，獲得整數(shù)化目標(biāo)阻值％。
[0051]當(dāng)數(shù)字電位器的實(shí)際分辨率存在小數(shù)時(shí)，需將兩個(gè)電位器的實(shí)際分辨率以相同倍數(shù)擴(kuò)大，使所述數(shù)字電位器實(shí)際分辨率整數(shù)化，串聯(lián)數(shù)字電位器的目標(biāo)阻值減去兩個(gè)電位器的輸出開(kāi)關(guān)阻值后以相同倍數(shù)擴(kuò)大。在本實(shí)施例中，第一電位器的第一實(shí)際分辨率為
5.2、第二電位器的第二實(shí)際分辨率為10.25、串聯(lián)數(shù)字電位器的目標(biāo)阻值為1100 Ω、第一電位器的第一輸出開(kāi)關(guān)阻值W1為60 Ω、所述第二電位器的第二輸出開(kāi)關(guān)阻值W2為40 Ω，擴(kuò)大100倍使所述第一實(shí)際分辨率及所述第二實(shí)際分辨率滿足整數(shù)化要求，則所述第一整數(shù)化分辨率B1為520、所述第二整數(shù)化分辨率B2為1025、而整數(shù)化目標(biāo)阻值Rtl為100000 Ω。
[0052]步驟二 S2:計(jì)算所述第一整數(shù)化分辨率B1及所述第二整數(shù)化分辨率B2的最大公約數(shù)G，并計(jì)算第一數(shù)值S及第二數(shù)值T，滿足表達(dá)式G = SXBi+TXB2。
[0053]本步驟S2中，所述最大公約數(shù)G的求解過(guò)程可以應(yīng)用歐幾里德算法或者擴(kuò)展歐幾里德算法。在本實(shí)施例中，采用歐幾里德算法。歐幾里德算法又稱輾轉(zhuǎn)相除法，用于計(jì)算兩個(gè)整數(shù)a、b的最大公約數(shù),其基本算法:設(shè)a = qXb+r,其中a,b, q,r都是整數(shù),則gcd(a,b) = gcd(b, r),即gcd(a, b) = gcd(b, a% b)。如圖2所示為歐幾里德算法流程示意圖，由歐幾里德算法可得，所述第一整數(shù)化分辨率B1及所述第二整數(shù)化分辨率B2的最大公約數(shù)G 為 5，即 gcd(520,1025) = 5。
[0054]計(jì)算所述第一數(shù)值S及所述第二數(shù)值T，并返回質(zhì)數(shù)的表達(dá)形式:G =SXBfTXB2，其中所述第一數(shù)值S及所述第二數(shù)值T為整數(shù)，由式可知，所述第一數(shù)值S為非負(fù)整數(shù)，所述第二數(shù)值T為非正整數(shù)或者所述第一數(shù)值S為非正整數(shù)，所述第二數(shù)值T為非負(fù)整數(shù)。在本實(shí)施例中，所述第一數(shù)值S為69、所述第二數(shù)值T為-35。
[0055]所述第一整數(shù)化分辨率B1、所述第二整數(shù)化分辨率B2及所述最大公約數(shù)G的計(jì)算視為數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備階段，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段只需執(zhí)行一次，由系統(tǒng)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，可在不同目標(biāo)阻值情況下重復(fù)使用，提高了系統(tǒng)的執(zhí)行效率。
[0056]步驟三S3:計(jì)算目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C，所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C為最接近R0/G的整數(shù)。
[0057]估計(jì)目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C，使所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C為最接近&/G的整數(shù)，即當(dāng)Ro/G為整數(shù)時(shí)，所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C取值為RcZG ；當(dāng)&/G為小數(shù)時(shí)，對(duì)所述小數(shù)四舍五入，并將所述小數(shù)四舍五入所得的結(jié)果賦予所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C取。在本實(shí)施例中，所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C為整數(shù)，所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C =Ro/G = 100000/5 = 20000。
[0058]步驟四S4:判斷目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C是否能精確表示，并確定目標(biāo)阻值的最佳估計(jì)值Ctl的取值。若滿足判定條件CXS/b2> = D或[-CXIVb1, CXS/b2]內(nèi)存在整數(shù)，其中，D為不小于-CXiyb1的最小整數(shù)，bi及匕分別為所述第一整數(shù)化分辨率B1及所述第二整數(shù)化分辨率B2約去所述最大公約數(shù)G后的因數(shù)，則所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C能精確表示；若 不滿足所述判定條件，則更新所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C。將滿足所述判定條件的目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C設(shè)定為所述目標(biāo)阻值的最佳估計(jì)值Q。
[0059]本步驟S4中的判定條件為CXS/b2> = D時(shí)，由步驟一 SI~步驟三S3中的計(jì)算結(jié)果可知，K = B1ZG = 520/5 = 104 ；b2 = B2/G = 1025/5 = 205。由于-C X TA1=-20000 X (-35)/104 = 87500/13 ^ 6730.77，故 D 取值為不小于 6730.77 的最小整數(shù)，即D 取值為 6731。由于 CXS/b2 = 20000X69/205 = 276000/41 ^ 6731.71)6731,即 CXS/b2> = D，所以滿足所述判定條件，即所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C能精確表示。
[0060]當(dāng)判定條件為J-CXT/bi，CXS/b2]內(nèi)存在整數(shù)時(shí)，存在整數(shù)則滿足判定條件，反之，不滿足判定條件。在本實(shí)施例中，[-CXT/bpCXS/ig = [87500/13，276000/41]，存在整數(shù)6731，即滿足所述判定條件，所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C能精確表示。
[0061]若所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C不滿足所述判定條件，則需要更新所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C。所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C的更新，可以RcZG為原點(diǎn)，按距離由近及遠(yuǎn)取整數(shù)值，直到滿足所述判定條件為止。假設(shè)RcZG = 100.3，則所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C = 100，此時(shí)，-CXT/bl = -100X (-35)/104 = 875/26 ^ 33.65，故 D 取值為 34 ；CXS/b2=100X69/205 = 1380/41 ^ 33.66。以 CXS/b2> = D 為例，33.66〈34，所以不滿足判定條件；以[-CXTA1, CXS/b2]內(nèi)存在整數(shù)為例，[875/26,1380/41]不存在整數(shù)，所以不滿足判定條件。以Rq/G= 100.3為原點(diǎn)，按距離由近及遠(yuǎn)依次取整數(shù)值:99、101、98、102、97、103……，當(dāng)取值至104時(shí)，滿足判定條件，取值結(jié)束。
[0062]將滿足所述判定條件的目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C設(shè)定為所述目標(biāo)阻值的最佳估計(jì)值Ctl，在本實(shí)施例中，所述目標(biāo)阻值的最佳估計(jì)值Ctl設(shè)定為20000。
[0063]步驟五S5:計(jì)算所述數(shù)字電位器的第一階數(shù)K1及第二階數(shù)K2 ;所述第一階數(shù)K1 =b2X (CtlXSA2-D)，所述第二階數(shù)K2 = DXb1-CtlXT,所述第一階數(shù)K1及所述第二階數(shù)K2為非負(fù)整數(shù)。
[0064]在本實(shí)施例中，所述第一階數(shù)K1 = b2 X (C。X S/b2-D)=205 X (20000X69/205-34) = 1373030 ；所述第二階數(shù) K2 = DXb1-C0XT =34X104-20000X (-35) = 703536。[0065]如果所述數(shù)字電位器的第一階數(shù)K1及第二階數(shù)K2存在多個(gè)解，則可利用轉(zhuǎn)化方式計(jì)算其它解。
[0066]所述串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法可應(yīng)用于2個(gè)或以上的數(shù)字電位器串聯(lián)的情況。以3個(gè)數(shù)字電位器串聯(lián)為例，若第一電位器、第二電位器及第三電位器串聯(lián)，其分辨率依次為第一整數(shù)化分辨率B1、第二整數(shù)化分辨率B2、第三整數(shù)化分辨率B3。首先把所述第一電位器和所述第二電位器看成一個(gè)新電位器:第四電位器，以所述第一整數(shù)化分辨率所述第二整數(shù)化分辨率B2的最大公約數(shù)作為所述第四整數(shù)化分辨率。對(duì)所述第三電位器及所述第四電位器應(yīng)用本發(fā)明的串聯(lián)數(shù)字電位器分辨率的設(shè)置方法，分別求得所述第三電位器及所述第四電位器的階數(shù):第三階數(shù)1(3及第四階數(shù)K4。然后把所述第四階數(shù)K4轉(zhuǎn)換成目標(biāo)阻值，對(duì)所述第一電位器及所述第二電位器應(yīng)用本發(fā)明的串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法，即可得到所述第一電位器及所述第二電位器的階數(shù):第一階數(shù)!^及第二階數(shù)Κ2。針對(duì)4個(gè)及4個(gè)以上數(shù)字電位器串聯(lián)的分辨率設(shè)置方法，依次類推即可。
[0067]本發(fā)明的串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法得到的最高分辨率為兩個(gè)數(shù)字電位器分辨率的最大公約數(shù)；而傳統(tǒng)電位器階數(shù)的設(shè)置方法首先令大量程電位器表示目標(biāo)阻值，得到其階數(shù)與殘差，然后令高分辨率電位器表示上述殘差，得到相應(yīng)階數(shù)與最終殘差，傳統(tǒng)電位器階數(shù)的設(shè)置方法得到的最高分辨率為兩個(gè)串聯(lián)電位器中分辨率較高的一個(gè)。若第一數(shù)字電位器的分辨率為15，第二數(shù)字電位器的分辨率為4，按照傳統(tǒng)設(shè)置方法，則串聯(lián)后數(shù)字電位器系統(tǒng)的分辨率與第二分辨率相等，即為4;而應(yīng)用本發(fā)明的串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法得到的最高分辨率則遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)電位 設(shè)置方法得到的分辨率可以達(dá)到I。
[0068]綜上所述，本發(fā)明的串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法至少包括以下步驟:以相同整數(shù)化倍數(shù)擴(kuò)大第一數(shù)字電位器的第一實(shí)際分辨率、第二數(shù)字電位器的第二實(shí)際分辨率，使所述第一實(shí)際分辨率及第二實(shí)際分辨率整數(shù)化獲得第一整數(shù)化分辨率B1、第二整數(shù)化分辨率B2;將串聯(lián)數(shù)字電位器的目標(biāo)阻值減去所述第一數(shù)字電位器及所述第二數(shù)字電位器的輸出開(kāi)關(guān)阻值后，以所述整數(shù)化倍數(shù)擴(kuò)大，得到整數(shù)化目標(biāo)阻值Rtl ;然后，計(jì)算所述第一整數(shù)化分辨率B1及所述第二整數(shù)化分辨率B2的最大公約數(shù)G，并計(jì)算第一數(shù)值S及第二數(shù)值Τ，滿足表達(dá)式G = SXBi+TXB2。接著，計(jì)算目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C，所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C為最接近RcZG的整數(shù)。再判斷目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C是否能精確表示，并確定目標(biāo)阻值的最佳估計(jì)值Ctl的取值；若滿足判定條件CXS/b2> = D或[-CXIVb1, CXS/b2]內(nèi)存在整數(shù)，其中，D為不小于-CXIVb1的最小整數(shù)，Id1及b2分別為所述第一整數(shù)化分辨率B1及所述第二整數(shù)化分辨率B2約去所述最大公約數(shù)G后的因數(shù)，則所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C能精確表示；若不滿足所述判定條件，則更新所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C ;將滿足所述判定條件的目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C設(shè)定為所述目標(biāo)阻值的最佳估計(jì)值Q。最后，計(jì)算所述數(shù)字電位器的第一階數(shù)K1及第二階數(shù)K2 ;所述第一階數(shù)K1 = b2X (CtlXSA2-D),所述第二階數(shù)K2 = DXb1-C0XTo本發(fā)明針對(duì)串聯(lián)數(shù)字電位器系統(tǒng)提出一種串聯(lián)數(shù)字電位器步長(zhǎng)設(shè)置方法，可在應(yīng)用相同的數(shù)字電位器條件下進(jìn)一步提高數(shù)字電位器分辨率，并為串聯(lián)數(shù)字電位器的匹配方式提供新思路。本發(fā)明所述串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法可以達(dá)到的最佳分辨率為各電位器分辨率的最大公約數(shù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)方法得到的最高分辨率，與傳統(tǒng)方法相比性能具有極大提升。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。
[0069]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】
1.一種串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法，其特征在于，所述串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法至少包括以下步驟: 步驟一:以相同整數(shù)化倍數(shù)擴(kuò)大第一數(shù)字電位器的第一實(shí)際分辨率及第二數(shù)字電位器的第二實(shí)際分辨率，使所述第一實(shí)際分辨率及第二實(shí)際分辨率整數(shù)化，獲得第一整數(shù)化分辨率B1、第二整數(shù)化分辨率B2;將串聯(lián)數(shù)字電位器的目標(biāo)阻值減去所述第一電位器的第一輸出開(kāi)關(guān)阻值及所述第二電位器的第二輸出開(kāi)關(guān)阻值后，以所述整數(shù)化倍數(shù)擴(kuò)大，獲得整數(shù)化目標(biāo)阻值R0; 步驟二:計(jì)算所述第一整數(shù)化分辨率B1及所述第二整數(shù)化分辨率B2的最大公約數(shù)G，并計(jì)算第一數(shù)值S及第二數(shù)值T，滿足表達(dá)式G = SX B^T X B2 ； 步驟三:計(jì)算目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C，所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C為最接近RcZG的整數(shù)； 步驟四:判斷目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C是否能精確表示，并確定目標(biāo)阻值的最佳估計(jì)值Ctl的取值；若滿足判定條件CXS/b2> = D或[-CXT/bpCXS/bJ內(nèi)存在整數(shù)，其中，D為不小于-CXIVb1的最小整數(shù)，Id1及b2分別為所述第一整數(shù)化分辨率B1及所述第二整數(shù)化分辨率B2約去所述最大公約數(shù)G后的因數(shù)，則所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C能精確表示；若不滿足所述判定條件，則更新所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C ;將滿足所述判定條件的目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C設(shè)定為所述目標(biāo)阻值的最佳估計(jì)值Ctl ； 步驟五:計(jì)算所述數(shù)字電位器的第一階數(shù)K1及第二階數(shù)K2;所述第一階數(shù)K1 =b2X (CQXS/b2-D)，所述第二階數(shù) K2 = DXb1-C0XTo
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法，其特征在于:步驟二中所述最大公約數(shù)G的求解過(guò)程可以應(yīng)用歐幾里德算法或者擴(kuò)展歐幾里德算法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法，其特征在于:步驟二中所述第一數(shù)值S及所述第二數(shù)值T為整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法，其特征在于:所述第一數(shù)值S為非負(fù)整數(shù)，所述第二數(shù)值T為非正整數(shù)或者所述第一數(shù)值S為非正整數(shù)，所述第二數(shù)值T為非負(fù)整數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法，其特征在于:步驟四中更新所述目標(biāo)阻值的初始估計(jì)值C的方法為以&/G為原點(diǎn)，按距離由近及遠(yuǎn)取整數(shù)值，直到滿足所述判定條件為止。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法，其特征在于:所述第一階數(shù)K1及所述第二階數(shù)K2為非負(fù)整數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法，其特征在于:所述第一整數(shù)化分辨率B1、所述第二整數(shù)化分辨率B2及所述最大公約數(shù)G由系統(tǒng)儲(chǔ)存，可在不同目標(biāo)阻值情況下重復(fù)使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)數(shù)字電位器階數(shù)的設(shè)置方法，其特征在于:所述串聯(lián)數(shù)字電位器分辨率的設(shè)置方法可應(yīng)用于2個(gè)或以上的數(shù)字電位器串聯(lián)的情況。
【文檔編號(hào)】G05F1/46GK103984382SQ201410228004
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27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