一种高精度I/F转换电路制造技术

本发明专利技术提供一种高精度I/F转换电路，包括：积分器电路、转换采样集成电路、FPGA逻辑控制电路、正向极性开关、正恒流源、反向极性开关、负恒流源；所述积分器电路、所述转换采样集成电路、所述FPGA逻辑控制电路依次电连接；所述正向极性开关和所述正恒流源电连接，所述反向极性开关和所述负恒流源电连接；还包括加速电路，所述加速电路包括硅二极管、瓷介电容，所述瓷介电容与所述硅二极管并联；所述FPGA逻辑控制电路分别通过一个加速电路与所述正向极性开关和所述反向极性开关电连接。本发明专利技术通过设置硅二极管防止反向电流干扰控制信号，并同时设置并联的瓷介电容用于加速响应过程，最终达到I/F转换电路的转换精度的提升。到I/F转换电路的转换精度的提升。到I/F转换电路的转换精度的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度I/F转换电路


[0001]本专利技术涉及电子电路设计
，尤其涉及一种高精度I/F转换电路。

技术介绍

[0002]加速度计是用于惯导系统中的一种惯性测量器件。在捷联惯导系统中，它直接安装在载体上，用来敏感、测量载体运动的加速度，经过积分可获得导航所需要的位置和速度。从加速度计输出的信号通常为幅值较低的模拟量，需要经过I/F转换电路转换成为数字信号才能输出给数字信号处理器或计算机进行计算和处理。
[0003]传统的电流积分型I/F转换电路是将电流通过电流积分器转换为锯齿形电压信号，与门限电压比较，产生信号控制极性开关导通截止，控制恒流源反馈使积分器电压清零，具有稳定性高，抗干扰能力强等优点。但其转换精度、集成度及能量转换效率等指标有待提升。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本专利技术提供一种高精度I/F转换电路。
[0005]本专利技术提供一种高精度I/F转换电路，包括：积分器电路、转换采样集成电路、FPGA逻辑控制电路、正向极性开关、正恒流源、反向极性开关、负恒流源；
[0006]所述积分器电路、所述转换采样集成电路、所述FPGA逻辑控制电路依次电连接；所述正向极性开关和所述正恒流源电连接，所述反向极性开关和所述负恒流源电连接；
[0007]该高精度I/F转换电路还包括加速电路，所述加速电路包括硅二极管、瓷介电容，所述瓷介电容与所述硅二极管并联；所述FPGA逻辑控制电路分别通过一个所述加速电路与所述正向极性开关和所述反向极性开关电连接。
[0008]根据本专利技术提供的一种高精度I/F转换电路，所述加速电路还包括厚膜电阻，所述厚膜电阻与所述硅二极管串联后的整体再与所述瓷介电容并联。
[0009]根据本专利技术提供的一种高精度I/F转换电路，所述积分器电路包括运算放大器和对管，所述运算放大器与所述对管通过串联的方式进行电连接。
[0010]根据本专利技术提供的一种高精度I/F转换电路，所述转换采样集成电路包括用于AD转换的AD转换模块以及用于积分门限采样的积分门限采样模块，所述AD转换模块与所述积分门限采样模块电连接。
[0011]根据本专利技术提供的一种高精度I/F转换电路，所述AD转换模块与所述积分门限采样模块通过集成的方式集成于所述转换采样集成电路中。
[0012]本专利技术提供的一种高精度I/F转换电路的有益效果为：
[0013]1)通过设置硅二极管用于隔离防止反向电流干扰控制信号，设置厚膜电阻来消除可能的振铃现象，并同时设置并联的瓷介电容用于加速响应过程，最终达到I/F转换电路的转换精度的提升。
[0014]2)积分器电路运放部分通过运算放大器串联对管的形式实现，串联对管后，在电
路发生电流转换的过程中，由对管的NPN部分负责锯齿波的正半周，PNP部分负责锯齿波的负半周，对管内部两管相互配合使效率大大提高，使信号得以高保真输出。
[0015]3)转换采样集成电路集成了用于AD转换的AD转换模块以及用于积分门限采样的积分门限采样模块，降低了电路中模拟电路部分的比例，降低了电路的器件数量和连接复杂度，提高了抗干扰性能。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本专利技术的高精度I/F转换电路的结构示意图；
[0018]图2是本专利技术的高精度I/F转换电路的工作时序图；
[0019]图3是本专利技术的恒流源和极性开关的原理图；
[0020]图4是本专利技术的积分器电路的原理图；
[0021]图5是本专利技术的转换采样集成电路的原理图。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]如图1所示，本专利技术提供一种高精度I/F转换电路，包括：积分器电路、转换采样集成电路、FPGA逻辑控制电路、正向极性开关、正恒流源、反向极性开关、负恒流源；所述积分器电路、所述转换采样集成电路、所述FPGA逻辑控制电路依次电连接；所述正向极性开关和所述正恒流源电连接，所述反向极性开关和所述负恒流源电连接；该高精度I/F转换电路还包括加速电路，所述加速电路包括硅二极管、瓷介电容，所述瓷介电容与所述硅二极管并联；所述FPGA逻辑控制电路分别通过一个所述加速电路与所述正向极性开关和所述反向极性开关电连接。
[0024]优选的，所述加速电路还包括厚膜电阻，所述厚膜电阻与所述硅二极管串联后的整体再与所述瓷介电容并联。
[0025]由积分器电路对输入电流进行积分，当积分电压达到预定值后，负恒流源的电流反馈到输入端，使积分电压开始下降到预定值以下，同时转换采样集成电路通过采样触发其内部的单稳态电路输出一个脉冲将积分器电路工作情况反馈给FPGA逻辑控制电路，FPGA逻辑控制电路收到脉冲反馈后通过I/O口输出一个高电平，高电平进行电平转换后控制正向极性开关打开，此时正恒流源被旁路，反向极性开关处于截止状态，负恒流源将电流持续反馈到积分器电路输入端，使积分电压下降，当积分电压下降到反向预定值以下时，控制正向极性开关截止，正恒流源工作，重新开始积分过程，工作时序如图2所示。
[0026]正向、反向极性开关一般采用半导体晶体三极管来实现，如图3中A3V1和A3V4所
示，射极接地，由FPGA逻辑控制电路的I/O口输出高低电平信号，经过电平转换通过控制基极电流来控制晶体管的通断，达到控制恒流源电流流向的目的。如图3所示，在基极逻辑电平输入端串联硅二极管A2V11进行隔离防止反向电流干扰控制信号，串联厚膜电阻A3R14来消除可能的振铃现象，同时并联瓷介电容A3C10用于加速响应过程。可选择两套均带有厚膜电阻的加速电路来分别连接正向、反向极性开关；当然也可选择一个带有厚膜电阻的加速电路，另一个不带厚膜电阻的加速电路来分别连接正向、反向极性开关；亦可以选择两套均不带厚膜电阻的加速电路来分别连接正向、反向极性开关。在电路设计参数合理时，电路中就不存在振铃现象，厚膜电阻的意义就不大，可以不设置；但在电路设计参数不太合理时，电路中就很可能存在振铃现象，这个时候就需要在加速电路加装厚膜电阻来实现对振铃现象的消除。
[0027]基极逻辑电平为方波或矩形波信号，以正恒流源极性开关为例，当输入逻辑电平跳变到高电平时，由于电容两端电压不能突变，加到晶体管基极的电压是一个尖顶脉冲，基极电流迅速增大，进入饱和导通，缩短了导通时间；导通后对电容的充电很快结束，这时输入逻辑电平电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度I/F转换电路，包括：积分器电路、转换采样集成电路、FPGA逻辑控制电路、正向极性开关、正恒流源、反向极性开关、负恒流源；所述积分器电路、所述转换采样集成电路、所述FPGA逻辑控制电路依次电连接；所述正向极性开关和所述正恒流源电连接，所述反向极性开关和所述负恒流源电连接；其特征在于，还包括加速电路，所述加速电路包括硅二极管、瓷介电容，所述瓷介电容与所述硅二极管并联；所述FPGA逻辑控制电路分别通过一个所述加速电路与所述正向极性开关和所述反向极性开关电连接。2.根据权利要求1所述的一种高精度I/F转换电路，其特征在于，所述加速电路还包括厚膜电阻，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕振宇，曹海波，刘俊池，冯建凡，高婷，
申请(专利权)人：湖北三江航天万峰科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：