一种高分辨率电流/频率转换电路制造技术

本发明专利技术属于一种高分辨率电流/频率转换电路，包括积分电路、正低门限比较电路、正高门限比较电路、负低门限比较电路、负高门限比较电路、控制电路、开关电路、正小恒流源电路、正大恒流源电路、负小恒流源电路、负大恒流源电路、输出电路，其优点是：通过大、小双恒流源反馈方案，使得电流/频率转换电路分辨率指标最高可提高16倍，拓展了电流/频率转换电路的应用范围，本发明专利技术具有较高的工程应用价值。

A high resolution current / frequency conversion circuit

The present invention relates to a high resolution current / frequency conversion circuit, including integral circuit, low threshold comparison circuit, high threshold comparison circuit, the low threshold comparison circuit, a negative high threshold comparison circuit, control circuit, switch circuit, is a small constant current source circuit, is the constant current source circuit, negative small constant current Daheng source circuit, negative current source circuit, output circuit, its advantages are: feedback scheme by large and small double current source, the current / frequency conversion circuit can improve the resolution of the highest index 16 times, expanding the scope of application of current / frequency conversion circuit, the invention has high engineering application value.

【技术实现步骤摘要】
一种高分辨率电流/频率转换电路
本专利技术涉及一种电流/频率转换方法，具体涉及一种惯性导航领域的高分辨率电流/频率转换方法。
技术介绍
电流/频率转换电路主要用于惯性导航领域，也称I/F转换电路，其主要功能是将电流信号转换成与之成正比的频率脉冲信号，电流/频率转换电路属于A/D转换领域。与A/D转换电路相比，电流/频率转换电路无累积误差、测量精度高，但其分辨率较低。电流/频率转换电路的分辨率指标定义：单位时间内输出1个脉冲所对应的输入电流的大小。电流/频率转换电路的标度因数指标定义：电流/频率转换电路每秒输出脉冲数与对应输入电流值的比例系数，单位为脉冲每秒每毫安(pulse/s.mA)。电流/频率转换电路的标度因数越大，分辨率指标越高。传统的电流/频率转换电路，其量程通常在±10mA～±40mA之间，工作时钟通常为256kHz，标度因数通常在6400pulse/s.mA～25600pulse/s.mA之间，1pulse/s对应的输入电流约在39nA～156nA之间。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高分辨率电流/频率转换电路，在保证转换量程的前提下，能够增大标度因数、提高分辨率指标。本专利技术是这样实现的，一种高分辨率电流/频率转换电路，它包括积分电路、正低门限比较电路、正高门限比较电路、负低门限比较电路、负高门限比较电路、控制电路、开关电路、正小恒流源电路、正大恒流源电路、负小恒流源电路、负大恒流源电路、输出电路，其中，积分电路输出至正低门限比较电路、正高门限比较电路、负低门限比较电路和负高门限比较电路，正低门限比较电路、正高门限比较电路、负低门限比较电路和负高门限比较电路输出至控制电路，控制电路输出至开关电路和输出电路，正小恒流源电路、正大恒流源电路、负小恒流源电路和负大恒流源电路分别输入至开关电路，开关电路输入至积分电路。本专利技术的优点是，保证±10mA～±40mA量程前提下，256kHz基本工作时钟频率下，标度因数最大可达102400pulse/s.mA～409600pulse/s.mA之间，1pulse/s对应的输入电流约在2.4nA～9.8nA之间，分辨率指标最高可提高16倍。附图说明图1为本专利技术所提供的一种高分辨率电流/频率转换电路示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细介绍：如图1所示，一种高分辨率电流/频率转换电路，它包括积分电路1、正低门限比较电路2、正高门限比较电路3、负低门限比较电路4、负高门限比较电路5、控制电路6、开关电路7、正小恒流源电路8、正大恒流源电路9、负小恒流源电路10、负大恒流源电路11、输出电路12，其中，积分电路1输出至正低门限比较电路2、正高门限比较电路3、负低门限比较电路4和负高门限比较电路5，正低门限比较电路2、正高门限比较电路3、负低门限比较电路4和负高门限比较电路5输出至控制电路6，控制电路6输出至开关电路7和输出电路12，正小恒流源电路8、正大恒流源电路9、负小恒流源电路10和负大恒流源电路11分别输入至开关电路7，开关电路7输入至积分电路1。当正电流输入到积分电路1时，积分电路1开始积分，当积分电路1的输出电压超过正低门限比较电路2的参考电压时，控制电路6控制开关电路7接通负小恒流源电路10，反馈到积分电路1；每反馈一次，控制电路6控制输出电路12输出一个正脉冲。如果正输入电流值小于或等于负小恒流源电路10的电流绝对值，则积分电路1的输出平衡在正低门限比较电路2的参考电压附近；如果正输入电流值大于负小恒流源电路10的电流绝对值，则积分电路1的输出无法平衡在正低门限比较电路2的参考电压附近，向正高门限比较电路3的参考电压过渡；当积分电路1的输出电压超过正高门限比较电路3的参考电压时，控制电路6控制开关电路7同时接通负小恒流源电路10、负大恒流源电路11，反馈到积分电路1，每反馈一次，控制电路6控制输出电路12输出一串正脉冲；负大恒流源电路11的电流值设置为负小恒流源电路10的电流值的整数倍，倍数范围1～15，以15倍为例，负小恒流源电路10、负大恒流源电路11每同时反馈一次，则控制电路6控制输出电路12输出十六个正脉冲，即十六倍频输出。当负电流输入到积分电路1时，积分电路1开始积分，当积分电路1的输出电压超过负低门限比较电路4的参考电压时，控制电路6控制开关电路7接通正小恒流源电路8，反馈到积分电路1；每反馈一次，控制电路6控制输出电路12输出一个负脉冲。如果负输入电流绝对值小于或等于正小恒流源电路8的电流值，则积分电路1的输出平衡在负低门限比较电路4的参考电压附近；如果负输入电流绝对值大于正小恒流源电路8的电流值，则积分电路1的输出无法平衡在负低门限比较电路4的参考电压附近，向负高门限比较电路5的参考电压过渡；当积分电路1的输出电压超过负高门限比较电路5的参考电压时，控制电路6控制开关电路7同时接通正小恒流源电路8、正大恒流源电路9，反馈到积分电路1，每反馈一次，控制电路6控制输出电路12输出一串负脉冲；正大恒流源电路9的电流值设置为正小恒流源电路8的电流值的整数倍，倍数范围1～15，以15倍为例，正小恒流源电路8、正大恒流源电路9每同时反馈一次，则控制电路6控制输出电路12输出十六个负脉冲，即十六倍频输出。按照上述实施例，在转换量程±10mA、工作时钟频率256kHz情况下，标度因数可达409600pulse/s.mA，1pulse/s对应的输入电流约2.4nA；在转换量程±40mA、工作时钟频率256kHz情况下，标度因数可达102400pulse/s.mA，1pulse/s对应的输入电流约9.8nA。分辨率指标最高可提高16倍。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高分辨率电流/频率转换电路，其特征在于：它包括积分电路(1)、正低门限比较电路(2)、正高门限比较电路(3)、负低门限比较电路(4)、负高门限比较电路(5)、控制电路(6)、开关电路(7)、正小恒流源电路(8)、正大恒流源电路(9)、负小恒流源电路(10)、负大恒流源电路(11)、输出电路(12)，其中，积分电路(1)输出至正低门限比较电路(2)、正高门限比较电路(3)、负低门限比较电路(4)和负高门限比较电路(5)，正低门限比较电路(2)、正高门限比较电路(3)、负低门限比较电路(4)和负高门限比较电路(5)输出至控制电路(6)，控制电路(6)输出至开关电路(7)和输出电路(12)，正小恒流源电路(8)、正大恒流源电路(9)、负小恒流源电路(10)和负大恒流源电路(11)分别输入至开关电路(7)，开关电路(7)输入至积分电路(1)。

【技术特征摘要】
1.一种高分辨率电流/频率转换电路，其特征在于：它包括积分电路(1)、正低门限比较电路(2)、正高门限比较电路(3)、负低门限比较电路(4)、负高门限比较电路(5)、控制电路(6)、开关电路(7)、正小恒流源电路(8)、正大恒流源电路(9)、负小恒流源电路(10)、负大恒流源电路(11)、输出电路(12)，其中，积分电路(1)输出至正低门限比较电路(2)、正高门限比较电路(...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洪利，孙景雷，刘松，张秋月，庞葳，余莉，孔祥苓，张鹏飞，姜华，张宏，
申请(专利权)人：航天科工惯性技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11