一种具有自适应多门限比较功能的电流频率转换电路制造技术

本发明专利技术公开了一种具有自适应多门限比较功能的电流频率转换电路，包括积分电路、多门限比较电路、恒流源、开关电路和接口电路；积分电路将输入的电流信号实时转换为电压信号，输入至多门限比较电路；多门限比较电路对积分电路输出的电压值和电压变化趋势进行比较、判断、补偿，并输出转换的频率信号给接口电路；接口电路用于输出信号的转换输出；开关电路判断积分电路输出的电荷达到平衡时，控制恒流源对积分电路进行反向充电，直至积分电路输出电压满足多门限比较电路判断要求。本发明专利技术的自适应多门限比较的电流频率转换器电路，解决了现有的电流频率转换采样率低、精度难提高的缺点，可以用于对电流频率转换精度要求较高的场合。可以用于对电流频率转换精度要求较高的场合。可以用于对电流频率转换精度要求较高的场合。

【技术实现步骤摘要】
一种具有自适应多门限比较功能的电流频率转换电路


[0001]本专利技术涉及一种电流频率转换器电路，特别是一种具有自适应多门限比较功能的电流频率转换电路。

技术介绍

[0002]在有些惯性导航系统中，为实时检测运行姿态，需要实时采集加速度传感器输出（输出电流）来判断运行状态，通过舵机和平台电机控制和干预运行速度和路径。
[0003]当前，在惯导系统中，用于加速度输出采集的电流频率转换技术已经比较成熟，并且能够达到比较高的精度。现有的电流频率技术，由分立器件实现转化功能，发展到CPLD/FPGA精确控制小型化，恒流源模块集成化，数字模拟转换器及数字信号处理器的实时补偿，已经有了很大的进步，同时给以后的创新发展带来了一定的难度。
[0004]随着武器打击精度的需求提高，对用于姿态测量的电流频率转换器提出更高的要求。电流频率转换器从分立器件到数字补偿有了一定程度的提高，但依然不能满足更高精度的使用需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了解决已有的电流频率转换器电路的采样率低、精度难提高等缺点，提供一种具有自适应多门限比较功能的电流频率转换电路。
[0006]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种具有自适应多门限比较功能的电流频率转换电路，包括积分电路、多门限比较电路、恒流源、开关电路和接口电路；积分电路将输入的电流信号实时转换为电压信号，输入至多门限比较电路；多门限比较电路对积分电路输出的电压值和电压变化趋势进行比较、判断、补偿，并输出转换的频率信号给接口电路；接口电路用于输出信号的转换输出；开关电路判断积分电路输出的电荷达到平衡时，控制恒流源对积分电路进行反向充电，直至积分电路输出电压满足多门限比较电路判断要求。
[0007]进一步地，所述积分电路采用运算放大器。
[0008]进一步地，所述运算放大器选用斩波自稳零运放CH7652。
[0009]进一步地，所述恒流源用于提供基准电流，包括稳压基准源。
[0010]进一步地，所述稳压基准源选用AD580芯片。
[0011]进一步地，所述开关电路包括模拟开关。
[0012]进一步地，所述模拟开关选用SGM4717芯片。
[0013]进一步地，所述多门限比较电路包括电源变换系统、数模转换器和处理器；电源变换系统对电源电压进行变换，为数模转换器和处理器供电；数模转换器采用AD7367-5芯片，将积分电路输出的数字信号转换为模拟信号；
处理器对数模转换器输出的电压值和电压变化趋势进行比较、判断和补偿后输出给接口电路。
[0014]进一步地，所述接口电路包括RS232电平转换电路、RS422电平转换电路和隔离及电平转换电路；RS232电平转换电路将UART0接口的TTL信号进行隔离输出；RS422电平转换电路将UART1接口的TTL信号进行隔离输出；隔离及电平转换电路将数字信号进行隔离输出。
[0015]本专利技术的自适应多门限比较的电流频率转换器电路，解决了现有的电流频率转换采样率低、精度难提高的缺点，可以用于对电流频率转换精度要求较高的场合。
附图说明
[0016]图1是本专利技术一种自适应多门限比较的电流频率转换器电路的电路框图。
[0017]图2是本专利技术一种自适应多门限比较的电流频率转换器电路的自适应多门限比较电路原理框图。
[0018]图3是本专利技术一种自适应多门限比较的电流频率转换器电路的接口电路原理框图。
[0019]图4是本专利技术一种自适应多门限比较的电流频率转换器电路的自适应多门限比较电路中的电源变换系统部分原理图1。
[0020]图5是本专利技术一种自适应多门限比较的电流频率转换器电路的自适应多门限比较电路中的电源变换系统部分原理图2。
[0021]图6是本专利技术一种自适应多门限比较的电流频率转换器电路的自适应多门限比较电路中的数模转换器部分原理图。
[0022]图7是本专利技术一种自适应多门限比较的电流频率转换器电路的自适应多门限比较技术思路。
[0023]图8是本专利技术一种自适应多门限比较的电流频率转换器电路编程规则和真值表。
具体实施方式
[0024]以下结合附图，详细说明本方案的实施方式。
[0025]由图1所示，本专利技术一种自适应多门限比较的电流频率转换器，包括积分电路、多门限比较电路、恒流源、开关电路和接口电路。
[0026]积分电路将输入的电流信号实时转换为电压信号，输入至多门限比较电路，由多门限比较电路对电压值和电压变化趋势进行比较、判断、补偿并输出给接口电路；当开关电路判断积分电路电荷达到平衡时，将控制恒流源对积分电路进行反向充电，直至积分电路输出电压满足多门限比较电路的判断要求。
[0027]积分电路核心器件为运算放大器，还包括电容等外围电路构成。一般的运放是不能满足使用要求的，电路本身必须能够对零位和漂移进行自校正。为了提高转换器的精度，减小零位漂移，抑制小信号输入时的由于运放漂移产生的噪声, 选用了斩波自稳零运放CH7652，它是采用CMOS工艺集成的斩波稳零高精度运放，输入电阻为10
12
Ω，偏置电流在25℃时为4pA，输入失调电压为1μV，共模抑制比为140dB，增益为150dB，性优价廉，尤其具有其它高阻运放没有的自动稳零优点，很适合做电流频率转换器的积分电路。
[0028]恒流源的主要功能是提供基准电流，由于电流频率转换电路是根据电量平衡原理进行精确量化，恒流源的变化对转换电路的性能影响最大，是电路设计中最重要的部分之一。对基准电流影响关键的器件是稳压基准源和精密电阻， 稳压基准源选用AD580，长时间稳定性典型值是２
×
1０
－５
/1000ｈ。
[0029]开关电路核心器件为模拟开关，根据整体需求，选用SGM4717。
[0030]接口电路主要实现频率信号通过RS422接口数字输出、频率信号的输出、配置信息通过RS422接口的交互通讯等。
[0031]由图2所示，是多门限比较电路原理框图，由电源变换系统、数模转换器、处理器电路组成，实现对积分电路输出信号每个周期内多次采样、分析、判断和输出。输入信号有多路电源和积分后的电压信号；输出给接口电路的信号有配置/输出用UART0接口、配置/输出用UART1接口、原始脉冲输出接口、扩展脉冲输出接口、过流警告输出、转换状态显示输出。
[0032]由图3所示，是本专利技术一种自适应多门限比较的电流频率转换器电路的接口电路原理框图；RS232电平转换电路将UART0的TTL信号进行隔离后输出；RS422电平转换电路将UART1的TTL信号转换为RS422接口；隔离及电平转换电路将相应数字信号进行隔离和保护后输出。
[0033]由图4和图5所示，是多门限比较电路中的电源变换系统部分原理图，主要使用了LM5008和LM1117两种集成电路及若干电阻、电容和电感。主要实现对电源电压变换，为后级电路供电。
[0034]由图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有自适应多门限比较功能的电流频率转换电路，其特征是，包括积分电路、多门限比较电路、恒流源、开关电路和接口电路；积分电路将输入的电流信号实时转换为电压信号，输入至多门限比较电路；多门限比较电路对积分电路输出的电压值和电压变化趋势进行比较、判断、补偿，并输出转换的频率信号给接口电路；接口电路用于输出信号的转换输出；开关电路判断积分电路输出的电荷达到平衡时，控制恒流源对积分电路进行反向充电，直至积分电路输出电压满足多门限比较电路判断要求。2.根据权利要求1所述的一种具有自适应多门限比较功能的电流频率转换电路，其特征是，所述积分电路采用运算放大器。3.根据权利要求2所述的一种具有自适应多门限比较功能的电流频率转换电路，其特征是，所述运算放大器选用斩波自稳零运放CH7652。4.根据权利要求1所述的一种具有自适应多门限比较功能的电流频率转换电路，其特征是，所述恒流源用于提供基准电流，包括稳压基准源。5.根据权利要求4所述的一种具有自适应多门限比较功能的电流频率转换电路，其特征是，所述稳压基准源选用AD580芯片。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，
申请(专利权)人：中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心，
类型：发明
国别省市：