一种电流/频率转换电路制造技术

本发明专利技术公开了一种电流/频率转换电路，包括积分器、逻辑控制电路、恒流源、模拟电子开关和温度补偿电路；积分器输入端连接输入电流，输出端连接逻辑控制电路；逻辑控制电路的控制信号输出端连接模拟电子开关，逻辑控制电路上还设置用于输出数字脉冲频率的数字输出端以及用于输入外接时钟的时钟输入端；模拟电子开关一端连接恒流源输出端，另一端连接积分器输入端；温度补偿电路与恒流源的调整端口连接。通过温度补偿电路直接改变基准电压，从而改变恒流源输出，补偿整个电路的温度变化，保证电流/频率转换电路很好的温度系数。不依赖单个器件的指标，极大的提高了电路的温度系数。同时，线路结构简单，不会影响转换器的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种电流/频率转换电路
本专利技术属于电流/频率转换领域，涉及一种电流/频率转换电路。
技术介绍
电流/频率转换器具有较高分辨率、抗干扰能力强等特点，广泛用于惯性导航系统中加速度计、陀螺信号的转换。作为信号转换的电路，较好的线性度、温度系数等参数是必不可少的。但环境温度的变化会造成半导体器件内部载流子发生变化，直接影响到器件的参数特性，对于这种高精度转换电路影响更为明显。转换器的温度系数直接影响到系统的标度因数温度系数，影响导航精度。未进行温度补偿的电流/频率转换电路温度系数在(10—50)ppm/℃。文献“董明杰，汪渤，石永生，高志峰.高精度V/F转换电路的温度补偿方法[J].兵工学报，2011年6月第32卷第6期”公开了一种通过改变V/F转换电路中开关三极管基极注入电流，补偿温度系数。但是，这种方法调试困难，完全通过大量实验数据线性拟合得到；同时，由于分立器件参数的离散性，难以应用于工程实践中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种电流/频率转换电路。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种电流/频率转换电路，包括积分器、逻辑控制电路、模拟电子开关、恒流源和温度补偿电路；积分器输入端连接输入电流，输出端连接逻辑控制电路；逻辑控制电路的控制信号输出端连接模拟电子开关，逻辑控制电路上还设置用于输出数字脉冲频率的数字输出端以及用于输入外接时钟的时钟输入端；模拟电子开关一端连接恒流源输出端，另一端连接积分器输入端；温度补偿电路与恒流源的调整端口连接；积分器用于对输入电流进行积分并输出电压三角波至逻辑控制电路；逻辑控制电路用于将积分器输出的电压三角波与预设的固定电平比较，将电压三角波转换为数字逻辑电平，当数字逻辑电平达到逻辑控制电路的逻辑高电平后，输出预设宽度的高电平控制信号至模拟电子开关；模拟电子开关用于当接收到逻辑控制电路的高电平控制信号后，将与积分器输入电流极性相反的恒流源输出端与积分器输入端连接；温度补偿电路用于当温度变化时，改变恒流源的电压基准输出电压使逻辑控制电路的数字输出端输出的数字脉冲频率不变。本专利技术进一步的改进在于：积分器包括运算放大器和电容；运算放大器的第一输入端为积分器的输入端且连接输入电流；运算放大器的第二输入端接地；运算放大器的输出端连接逻辑系统的输入端；运算放大器的输出端和第一输入端通过电容连接。恒流源包括正恒流源和负恒流源；模拟电子开关内部设置两个开关结构；第一开关结构连接正恒流源，第二开关结构连接负恒流源；每个开关结构均包括三个触点；第一触点接地，第二触点连接正/负恒流源的输出端，第三触点连接积分器的输入端。温度补偿电路包括温度传感器和温度补偿电阻；温度传感器用于当温度变化时，改变温度补偿电阻上的电压；温度补偿电阻包括第一电阻和第二电阻；温度传感器的芯片正端接电源，负端连接第一电阻和第二电阻，第一电阻的另一端连接恒流源电压基准的调整端口，第二电阻的另一端接恒流源电压基准的VDD端。温度传感器为AD590温度传感器。第一电阻和第二电阻的阻值大小按照下式计算：其中，F′为电流/频率转换电路无温度系数的理论输出，Iin为正/负输入电流的大小，Fcp为逻辑系统的外接时钟频率，Rs为恒流源精密采样电阻，Vref为恒流源的基准电压，Vref′为恒流源补偿后的基准电压，T为逻辑系统设定的输出宽度，ΔT为整个电流/频率转换电路随温度变化造成的等效误差时间的和，t为环境变化温度，单位为℃，Vz为集成电压基准内部稳压值，RT为集成电压基准内部的调整电阻；RF为集成电压基准内部的反馈电阻，R1为第一电阻，R2为第二电阻。逻辑控制电路包括比较器和D触发器；比较器的输入端连接积分器的输出端，输出端连接D触发器的输入端；比较器上设置时钟输入端，时钟输入端用于输入外接时钟；D触发器上设置控制信号输出端、数字输出端以及控制信号输出端，控制信号输出端连接模拟电子开关；数字输出端用于输出数字脉冲频率；控制信号输出端连接模拟电子开关。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：通过温度补偿电路直接改变基准电压，从而改变恒流源输出，补偿整个电路的温度变化，保证电流/频率转换电路很好的温度系数。从整体入手，不依赖单个器件的指标，测量出电路本身的标度因数温度系数，通过设计相应的温度补偿电路；解决了电流/频率转换电路中由于器件较多，所有元器件均会对电路温度系数产生影响，即使严格控制单个元器件的参数指标，仍很难保证器件间温度系数的匹配，达到很高的精度的问题，极大的提高了电路的温度系数。同时，线路结构简单，不会影响转换器的稳定性。进一步的，温度补偿电路仅仅包括两个电阻和一个温度传感器，电路结构简单，便于实现，成本低。附图说明图1为本专利技术的电流/频率转换电路原理框图图2为本专利技术的电流/频率转换电路示意图；图3为负恒流源示意图；图4为本专利技术的增加补偿后负恒流源示意图。其中：1-积分器；2-逻辑控制电路；3-模拟电子开关；4-恒流源；5-恒流源电压基准5；6-温度补偿电路；U1、U2均为运算放大器。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参见图1和2，一种电流/频率转换电路，包括积分器1、逻辑控制电路2、恒流源4、模拟电子开关3和温度补偿电路6；积分器1输入端连接输入电流，输出端连接逻辑控制电路2；逻辑控制电路2的控制信号输出端连接模拟电子开关3，逻辑控制电路2上还设置用于输出数字脉冲频率的数字输出端以及用于输入外接时钟的时钟输入端；模拟电子开关3一端连接恒流源4输出端，另一端连接积分器1输入端；温度补偿电路6与恒流源4的调整端口连接；积分器1用于对输入电流进行积分并输出电压三角波至逻辑控制电路2；积分器1包括运算放大器和电容；运算放大器的第一输入端为积分器1的输入端且连接输入电流；运算放大器的第二输入端接地；运算放大器的输出端连接逻辑系统的输入端；运算放大器的输出端和第一输入端通过电容连接。逻辑控制电路2用于将积分器1输出的电压三角波与预设的固定电平比较，将电压三角波转换为数字逻辑电平，当数字逻辑电平达到逻辑控制电路2的逻辑高电平后，输出预设宽度的高电平控制信号至模拟电子开关3；逻辑控制电路2可以逻辑控制电路2包括比较器和D触发器；比较器的输入端连接积分器1的输出端，输出端连接D触本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流/频率转换电路，其特征在于，包括积分器(1)、逻辑控制电路(2)、模拟电子开关(3)、恒流源(4)和温度补偿电路(6)；积分器(1)输入端连接输入电流，输出端连接逻辑控制电路(2)；逻辑控制电路(2)的控制信号输出端连接模拟电子开关(3)，逻辑控制电路(2)上还设置用于输出数字脉冲频率的数字输出端以及用于输入外接时钟的时钟输入端；模拟电子开关(3)一端连接恒流源(4)输出端，另一端连接积分器(1)输入端；温度补偿电路(6)与恒流源(4)的调整端口连接；积分器(1)用于对输入电流进行积分并输出电压三角波至逻辑控制电路(2)；逻辑控制电路(2)用于将积分器(1)输出的电压三角波与预设的固定电平比较，将电压三角波转换为数字逻辑电平，当数字逻辑电平达到逻辑控制电路(2)的逻辑高电平后，输出预设宽度的高电平控制信号至模拟电子开关(3)；模拟电子开关(3)用于当接收到逻辑控制电路(2)的高电平控制信号后，将与积分器(1)输入电流极性相反的恒流源(4)输出端与积分器(1)输入端连接；温度补偿电路(6)用于当温度变化时，改变恒流源(4)的电压基准输出电压使逻辑控制电路(2)的数字输出端输出的数字脉冲频率不变。...

【技术特征摘要】
1.一种电流/频率转换电路，其特征在于，包括积分器(1)、逻辑控制电路(2)、模拟电子开关(3)、恒流源(4)和温度补偿电路(6)；积分器(1)输入端连接输入电流，输出端连接逻辑控制电路(2)；逻辑控制电路(2)的控制信号输出端连接模拟电子开关(3)，逻辑控制电路(2)上还设置用于输出数字脉冲频率的数字输出端以及用于输入外接时钟的时钟输入端；模拟电子开关(3)一端连接恒流源(4)输出端，另一端连接积分器(1)输入端；温度补偿电路(6)与恒流源(4)的调整端口连接；积分器(1)用于对输入电流进行积分并输出电压三角波至逻辑控制电路(2)；逻辑控制电路(2)用于将积分器(1)输出的电压三角波与预设的固定电平比较，将电压三角波转换为数字逻辑电平，当数字逻辑电平达到逻辑控制电路(2)的逻辑高电平后，输出预设宽度的高电平控制信号至模拟电子开关(3)；模拟电子开关(3)用于当接收到逻辑控制电路(2)的高电平控制信号后，将与积分器(1)输入电流极性相反的恒流源(4)输出端与积分器(1)输入端连接；温度补偿电路(6)用于当温度变化时，改变恒流源(4)的电压基准输出电压使逻辑控制电路(2)的数字输出端输出的数字脉冲频率不变。2.根据权利要求1所述的电流/频率转换电路，其特征在于，所述积分器(1)包括运算放大器和电容；运算放大器的第一输入端为积分器(1)的输入端且连接输入电流；运算放大器的第二输入端接地；运算放大器的输出端连接逻辑系统的输入端；运算放大器的输出端和第一输入端通过电容连接。3.根据权利要求1所述的电流/频率转换电路，其特征在于，所述恒流源(4)包括正恒流源和负恒流源；模拟电子开关(3)内部设置两个开关结构；第一开关结构连接正恒流源，第二开关结构连接负恒流源；每个开关结构均包括三个...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄征，郭文娟，强冰，尹浩，黄华，王云，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61