高可靠性电流频率转换电路制造技术

本发明专利技术涉及一种高可靠性电流频率转换电路。其包括与待转换电流源CS适配的运算放大器AMP，还包括电荷积累与释放模块、积分状态判断模块以及状态切换控制模块，所述电荷积累与释放模块内至少包括一条充放电支路，在任一充放电支路内至少包括两个串接的充放电单元，利用所述充放电支路能形成所需的积分电容支路，所述积分电容支路内包括部分单元充放电容或全部单元充放电容；电荷积累与释放模块内所有的积分电容支路与运算放大器AMP适配连接后能形成所需的电流积分电路；本发明专利技术消除电容切换过程中的电荷损失，保证电流频率转换的线性度。

【技术实现步骤摘要】
高可靠性电流频率转换电路
本专利技术涉及一种转换电路，尤其是一种高可靠性电流频率转换电路。
技术介绍
采用电流信号输出是传感器等常用的信号输出方法，对输出的电流信号处理通常采用电流-电压转换或电流-频率转换。电流-电压转换，具体指通过引入电阻实现电流到电压的转换，转换后输出信号为电压信号。电流-频率转换，具体指通过引入积分电容，通过电流对积分电容的周期性充放电实现电流到频率的转换，转换后的频率信号为幅值与电源电压相同的方波信号，可由处理器的计数器或定时器直接处理。公开号为CN106289333A的文件公开了一种电流频率转换电路，包括电容充放电控制模块，电容充放电控制模块包括接入控制单元以及放电控制单元；工作时，通过第一控制信号、第二控制信号能实现充放电过程的控制。对控制第一切换电容，接入控制单元包括第一开关子单元以及第二开关子单元，放电控制单元包括第三开关子单元以及第四开关子单元。因此，文件中对于一切换电容，至少存在两个开关与之配合，本
人员可知，由于开关的非理想因素会使得整个转换电路存在非线性输出的情况。由公开文本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高可靠性电流频率转换电路，包括与待转换电流源CS适配的运算放大器AMP，电流源CS的输出端与运算放大器AMP的第一端连接；其特征是：/n还包括与运算放大器AMP的第一端以及所述运算放大器AMP输出端适配连接的电荷积累与释放模块(3)、与运算放大器AMP的输出端连接的积分状态判断模块(1)以及与所述积分状态判断模块(1)输出端适配连接的状态切换控制模块(2)，通过状态切换控制模块(2)能输出转换频率信号Fout，并能向电荷积累与释放模块(3)加载充放电控制信号；/n所述电荷积累与释放模块(3)内至少包括一条充放电支路，在任一充放电支路内至少包括两个串接的充放电单元，每个充放电单元内包括单...

【技术特征摘要】
1.一种高可靠性电流频率转换电路，包括与待转换电流源CS适配的运算放大器AMP，电流源CS的输出端与运算放大器AMP的第一端连接；其特征是：
还包括与运算放大器AMP的第一端以及所述运算放大器AMP输出端适配连接的电荷积累与释放模块(3)、与运算放大器AMP的输出端连接的积分状态判断模块(1)以及与所述积分状态判断模块(1)输出端适配连接的状态切换控制模块(2)，通过状态切换控制模块(2)能输出转换频率信号Fout，并能向电荷积累与释放模块(3)加载充放电控制信号；
所述电荷积累与释放模块(3)内至少包括一条充放电支路，在任一充放电支路内至少包括两个串接的充放电单元，每个充放电单元内包括单元充放电容以及与所述单元充放电容并联的充放电控制开关，充放电控制开关根据所接收的充放电控制信号能处于断开状态或闭合状态，且根据充放电支路内充放电控制开关的开关状态，利用所述充放电支路能形成所需的积分电容支路，所述积分电容支路内包括部分单元充放电容或全部单元充放电容；电荷积累与释放模块(3)内所有的积分电容支路与运算放大器AMP适配连接后能形成所需的电流积分电路；
在电流源CS频率转换的一个转换周期内，积分状态判断模块(1)根据电流积分电路输出的积分电压能向状态切换控制模块(2)输出状态切换控制信号，状态切换控制模块(2)根据状态切换控制信号调整充放电控制信号的状态，并能控制转换频率信号Fout的输出状态，以根据输出的转换频率信号Fout能得到与电流源CS的电流相对应的频率值。


2.根据权利要求1所述的高可靠性电流频率转换电路，其特征是：状态切换控制模块(2)输出的充放电控制信号包括控制信号Φ1以及控制信号Φ2，其中，状态切换控制模块(2)输出的控制信号Φ1以及控制信号Φ2会同时加载到每个充放电支路内，且充放电单元内一充放电控制开关的开关状态仅受控制信号Φ1或仅受控制信号Φ2控制；
电荷积累与释放模块(3)内存在一条充放电支路时，受控制信号Φ1控制的充放电控制开关闭合且与控制信号Φ2对应的充放电控制开关断开时，通过所述充放电支路能得到单支路第一等效电容；受控制信号Φ2控制的充放电控制开关闭合且与控制信号Φ1对应的充放电控制开关断开时，通过所述充放电支路能得到单支路第二等效电容，所述单支路第二等效电容的容值与单支路第一等效电容的容值相等。


3.根据权利要求1所述的高可靠性电流频率转换电路，其特征是：在电荷积累与释放模块(3)内包括多条充放电支路时，所有的充放电支路间相互并联，切换控制模块(2)输出的充放电控制信号包括控制信号Φ1以及控制信号Φ2，其中，状态切换控制模块(2)输出的控制信号Φ1以及控制信号Φ2会同时加载到每个充放电支路内，且充放电单元内一充放电控制开关的开关状态仅受控制信号Φ1或仅受控制信号Φ2控制；
受控制信号Φ1控制的充放电控制开关闭合且与控制信号Φ2对应的充放电控制开关断开时，根据电荷积累与释放模块(3)内所有的充放电支路能得到多支路第一等效电容；受控制信号Φ2控制的充放电控制开关闭合且与控制信号Φ1对应的充放电控制开关断开时，根据电荷积累与释放模块(3)内所有的充放电支路能得到多支路第二等效电容，所述多支路第二等效电容的容值与多支路第一等效电容的容值相等。


4.根据权利要求2或3所述的高可靠性电流频率转换电路，其特征是：所述积分状态判断模块(1)能将运算放大器AMP输出的积分电压VA1分别与比较基准电压VT1、比较基准电压VT2比较，积分状态判断模块(1)输出的状态切换控制信号包括状态切换控制信号V1以及状态切换控制信号V2；
根据积分电压VA1与比较基准电压VT1、比较基准电压VT2的比较结果，所述状态切换控制模块(2)能调节状态切换控制信号V1、状态切换控制信号V2相对应的电平状态。


5.根据权利要求4所述的高可靠性电流频率转换电路，其特征是：所述积分状态判断模块(1)包括电压比较器COMP1以及电压比较器COMP2，运算放大器AMP的输出端与电压比较器COMP1的一输入端以及电压比较器COMP2的一输入端连接，电压比较器COMP1的另一输入端接收比较基准电压VT1，电压比较器COMP2的另一输入端接收比较基准电压VT2，比较基准电压VT2大于比较基准电压VT1，通过电压比较器COMP1的输出端能输出状态切换控制信号V1，通过电压比较器COMP2的输出端能输出状态切换控制信...

【专利技术属性】
技术研发人员：漆星宇，郑宗源，张琛，王新安，
申请(专利权)人：北京同芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11