[发明专利]微小电流信号检测装置

权利要求书

1.微小电流信号检测装置，包括电流频率转换电路和核心运算电路，电流信号输入电流频率转换电路，电流频率转换电路转换为频率信号输入核心运算电路，再由核心运算电路将电流值输出，其特征在于：所述电流频率转换电路包括电流积分电路、门限控制及电容充电保护电路、程序控制电路和恒流源电路；

所述电流积分电路包括电阻R、运算放大器Ⅰ和电容C；电流信号与电阻R的一端连接，所述电阻R的另一端和电容C的一端均与运算放大器Ⅰ的阴极连接，所述运算放大器Ⅰ的阳极接地；

所述门限控制及电容充电保护电路包括二极管VZ、二极管VF、电阻RZ1、电阻RZ2，电阻RM1、电阻RM2、电阻RF1、电阻RF2、电阻RM3、电阻RM4、三极管VZT和三极管VFT；所述运算放大器Ⅰ的输出端分别与二极管VZ的正极和二极管VF的负极连接，所述二极管VZ的负极连接三极管VZT的基极，所述三极管VZT的集电极与+5V电源连接，所述三极管VZT的发射极与电阻RZ2的一端连接，所述电阻RZ1的一端与三极管VZT的基极连接，所述电阻RZ1的另一端与三极管VZT的集电极连接；所述二极管VF的正极与三极管VFT的基极连接，所述三极管VFT的集电极与-5V电源连接，所述三极管VFT的发射极与电阻RF2的一端连接，所述电阻RF1的一端与三极管VFT的基极连接，所述电阻RF1的另一端与三极管VFT的集电极连接；所述电阻RM1的一端与三极管VZT的集电极连接，所述电阻RM1的另一端与电阻RM2的一端连接，所述电阻RM4的一端与三极管VFT的集电极连接，电阻RM4的另一端与电阻RM3的一端连接；所述电阻RZ2的另一端与电阻RF2的另一端连接，所述电阻RM2的另一端与电阻RM3的另一端连接，所述电阻RZ2与电阻RF2的另一端以及电阻RM2与电阻RM3的另一端分别与电容C的另一端连接；

所述程序控制电路的控制芯片采用的是Xilinx的CPLD，所述电阻RM1的另一端和电阻RM2的一端接入该芯片的I/O接口；所述电阻RM4的另一端和电阻RM3的一端接入该芯片的I/O接口；

所述恒流源电路包括运算放大器Ⅱ、三极管M1、三极管M2、三极管M3和电阻R1；所述运算放大器Ⅱ的阳极与10V电源连接，所述运算放大器Ⅱ的输出端与三极管M3的基极连接，所述三极管M3的集电极与三极管M1的基极和集电极连接，所述运算放大器Ⅱ的阴极与三极管M3的发射极连接，所述三极管M3的发射极通过电阻R1接地；所述三极管M1的基极和三极管M2的基极连接，所述三极管M1的发射极和三极管M2的发射极均与15V电源连接，所述三极管M2的集电极与电流积分电路中电阻R的一端连接。

2.根据权利要求1所述的微小电流信号检测装置，其特征在于：在门限控制电路对电容电压进行检测达到Umax后，由程序控制电路开启与输入电流信号对应的反向电流电路，同时关闭输入电流，进入电流积分电路，使电容进行反向充电；反向充电使电容两端电压低于Umin后，由程序控制电路控制电流积分电路的输入，关闭反向放电电流，打开输入电流，再次对电容进行充电；程序控制电路中的控制信号经过处理输出与输入电流对应的频率信号。