[发明专利]转换器及信号转换方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子领域，具体而言，尤其涉及一种转换器及信号转换方法。

背景技术

D/A(将数字信号转换为模拟信号)转换技术是目前几乎任何与电子相关的领域都在使用的技术，通过数字量输入控制模拟电压输出。目前常用的D/A转换器是基于阻容网络，电子开关和运放构成。

图1是现有的D/A转换器结构示意图，D/A转换器包括电子开关网络、运放和阻容网络、数字译码电路和参考电压源，其中，参考电压源决定D/A的输出范围，数字译码电路通过控制电子开关决定电压源的分压系数，从而实现D/A转换功能”。这种D/A转换电路的精度通常与数字译码电路的位宽有关，比如常用的MAX515，它是10位宽的D/A器件，它的模拟电压输出范围是0～5V，那么它的输出精度就是5V/2¹⁰，即精度约为输出范围的1/10³。这种D/A转换电路的缺点就是随着精度的提高，必然成倍增加阻容网络的复杂度，使高精度的D/A器件的成本非常高。

针对上述现有技术的高精度D/A转换器成本高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种转换器及信号转换方法，以解决现有技术的高精度D/A转换器成本高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种转换器。

根据本发明的转换器包括：控制器，用于配置数据信号的设置数据；可编程电压控制振荡器VCO芯片，用于根据数字信号的设置数据，来获取可编程VCO芯片的输出频率；频率转换电压模块，用于获取输出频率，并输出与输出频率对应的模拟电压信号。

进一步地，转换器还包括：隔离器，获取模拟电压信号，并对模拟电压信号进行隔离处理，输出处理后的模拟电压信号。

进一步地，设置数据包括：中心频率和压控变化范围。

进一步地，频率转换电压模块包括：频率发生器，用于生成基准频率；转换电路，用于对输出频率和基准频率进行比较，将比较结果转换为模拟电压信号。

进一步地，转换电路包括：鉴相器，用于比较输出频率和基准频率的相位关系，以获取相位关系的差值，并将差值表示为UP/DOWN信号；环路滤波电路，用于将UP/DOWN信号转化为压控电压，并将压控电压反馈给可编程VCO芯片来控制可编程VCO芯片输出的输出频率；其中，当基准频率等于输出频率时，输出模拟电压信号。

为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种信号转换方法。

根据本发明的信号转换方法包括：通过控制器来配置数据信号的设置数据；可编程电压控制振荡器VCO芯片根据数字信号的设置数据来获取可编程VCO芯片的输出频率；通过频率转换电压模块获取输出频率，并输出与输出频率对应的模拟电压信号。

进一步地，在通过频率转换电压模块获取输出频率，并输出与输出频率对应的模拟电压信号之后，还包括：通过隔离器来获取模拟电压信号，并对模拟电压信号进行隔离处理，输出处理后的模拟电压信号。

进一步地，设置数据包括：中心频率Fset和压控变化范围SCOPE。

进一步地，通过频率转换电压模块获取输出频率，并输出与输出频率对应的模拟电压信号的步骤具体包括：通过频率转换电压模块的频率发生器生成基准频率；通过频率转换电压模块的转换电路对输出频率和基准频率进行比较，将比较结果转换为模拟电压信号。

进一步地，通过转换电路对输出频率和基准频率进行比较，将比较结果转换为模拟电压信号的步骤具体包括：通过转换电路的鉴相器来比较输出频率和基准频率的相位关系，以获取相位关系的差值，并将差值表示为UP/DOWN信号；通过转换电路的环路滤波电路将UP/DOWN信号转化为压控电压V_C，并将压控电压反馈给可编程VCO芯片来控制可编程VCO芯片输出的输出频率；其中，当基准频率等于输出频率时，输出模拟电压信号。

进一步地，通过以下公式获取压控电压V_C：其中，Fout是可编程VCO芯片的输出频率，Fset是中心频率，V_max是可编程VCO芯片的最大输入电压，且输出频率的范围是第一输出频率Fmin至第二输出频率Fmax，其中，第一输出频率Fmin＝Fset-SCOPE，第二输出频率为Fmax＝Fset+SCOPE。