[发明专利]一种可编程多门限比较的电流频率转换电路

说明书

本发明公开了一种可编程多门限比较的电流频率转换电路，包括积分电路、可编程多门限比较电路、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，输入至可编程多门限比较电路，由可编程多门限比较电路对电压值和电压变化趋势进行比较、判断和补偿，并输出给接口电路，当积分电路电荷达到平衡时，通过开关电路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信号满足可编程多门限比较电路的判断要求。本发明的可编程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。

技术领域

本发明涉及一种电流频率转换器电路，特别是一种可编程多门限比较的电流频率转换器电路。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

本发明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，提供一种可编程多门限比较的电流频率转换器电路。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种可编程多门限比较的电流频率转换器电路，其特征在于，包括积分电路、可编程多门限比较电路、恒流源电路、开关电路、接口电路等5部分；

积分电路可将输入的电流信号实时转换为电压信号，输入至可编程多门限比较电路，由可编程多门限比较电路对前一门限电压和正在处理的电压值比较，经补偿输出给接口电路；当多门限比较电路判断积分电路电荷达到平衡时，将控制开关电路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低于可编程多门限比较电路最低门限。

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ICL7650，它是采用 CMOS 工艺集成的斩波稳零高精度运放，输入电阻为10¹²Ω，偏置电流在25°C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，很适合作 I/F 转换器的积分电路。

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， 稳压基准选用LM199AH， 长时间稳定性典型值是２×1０^－５/1000ｈ。

开关电路核心器件为模拟开关，根据整体需求，选用ADG1421BRMZ。

接口电路包括RS422电平转换电路、RS422电平转换电路和隔离及电平转换电路包括RS422电平转换电路、RS422电平转换电路和隔离及电平转换电路，主要实现频率信号的通过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。

可编程多门限比较电路包括电源变换系统、数模转换器和处理器；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。