[发明专利]一种多通道高精密电流源及其工作方法

权利要求书

1.一种多通道高精密电流源的工作方法，所述多通道高精密电流源包括控制器、多通道DAC、多个V/I转换电路、多个负载检测电路、多通道ADC、以及温度传感器，控制器与多通道DAC电连接，多通道DAC的两路输出与各个V/I转换电路电连接，第i路V/I转换电路与第i路负载检测电路电连接，负载检测电路的数量n与V/I转换电路的数量相等，其中n为任意自然数且i∈[1，n]，每个负载检测电路均与多通道ADC的一路输入电连接，多通道ADC与控制器电连接，温度传感器与控制器电连接，每一路V/I转换电路和对应的一路负载检测电路组成一路电流源，该电流源的输入是多通道DAC的两路输出，该电流源的检测输出连接至多通道ADC的一路输入，其特征在于，所述工作方法包括以下步骤：

(1)控制器设置计数器cnt1＝1；

(2)控制器设置计数器cnt2＝1；

(3)控制器控制温度传感器监测整个多通道高精密电流源的工作温度t，并在预先建立的温度系数校正表中查找第cnt1路电流源与工作温度t对应的温度校正系数a和b；

(4)控制器根据步骤(3)得到的温度校正系数a和b计算第cnt1路电流源的输出电流目标值：

D′_set＝a·D_set+b

其中D_set表示预先设置的、第cnt1路电流源的输出电流配置值，D_set的二进制数字位数与多通道ADC的数字分辨率相同；

(5)控制器根据第cnt1路电流源的输出电流目标值计算多通道DAC的第(2*cnt1-1)路输出的电压配置值D₁、以及多通道DAC第2*cntl路输出的电压配置值D₂：

D₁＝Int(D′_set/2¹⁵)

D₂＝[D′_set-Int(D′_set/2¹⁵)]×2^m

其中Int表示向下取整运算，m为多通道DAC第2*cnt1路输出的电压控制电流的精度比多通道DAC第(2*cnt1-1)路输出的电压控制电流的精度高的位数；

(6)控制器判断电压配置值D₂的绝对值是否大于2¹⁵，如果是则进入步骤(7)，否则进入步骤(8)；

(7)控制器对步骤(5)得到的多通道DAC的第(2*cnt1-1)路输出的电压配置值D₁、以及多通道DAC第2*cnt1路输出的电压配置值D₂进行自更新操作：

D₁＝D₁+Int(D₂/2¹⁵)

D₂≥0则D₂＝D₂-2¹⁵

D₂＜0则D₂＝D₂+2¹⁵

(8)控制器将多通道DAC的第(2*cnt1-1)路输出的电压设置为电压配置值D₁，并将多通道DAC的第2*cnt1路输出的电压设置为电压配置值D₂；

(9)控制器控制多通道ADC采集第cnt1个负载检测电路输出的电压，并对该电压进行模数转换，并判断模数转换结果D_out与输出电流目标值D′_set之间的差值的绝对值是否小于预设阈值，如果是则进入步骤(12)，否则进入步骤(10)；

(10)控制器设置cnt2＝cnt2+1，并判断cnt2是否小于预设的迭代阈值，如果是则进入步骤(11)，否则进入步骤(12)；

(11)控制器对多通道DAC第2*cntl路输出的电压配置值D₂进行更新操作，并返回步骤(6)：

D₂＝D₂+Dir×(D_out-D′_set)

式中，Dir为预设的误差反馈的方向控制值，其值为1或-1；

(12)控制器设置cntl＝cnt1+1，并判断cnt1是否大于负载检测电路的总数n，如果是则过程结束，否则返回步骤(2)。