[发明专利]一种无比较器的三路电流频率转换电路

说明书

本发明公开了一种无比较器的三路电流频率转换电路，属于半导体混合集成电路领域。本发明的无比较器的三路电流频率转换电路，积分器电路输出的积分信号有两种输出方式，第一种是输出到逻辑控制器的信号控制端，借助逻辑控制器本身的TTL阈值电压进行电平判断和比较，实现第一路比较器的替代；第二种是输出到电阻R1、R2及反相器U2组成的电平调节网络中，经过此网络的输出信号再输入到逻辑控制器的信号控制端，实现第二路比较器的替代；本发明的电路可实现六路比较器电路的替代，并可根据不同电路的需要方便的对积分电压信号幅度进行调整，既可以提高电流频率转换电路的精度和稳定性，又降低了电路功耗，简化了电路设计。

技术领域

本发明属于半导体混合集成电路领域，尤其是一种无比较器的三路电流频率转换电路。

背景技术

电流/频率转换(I/F)电路是将电流信号数字化的转换电路，常应用在导航控制系统中把加速度计的输出电流转换为脉冲输出或其它需要高精度模/数转换的场合。由于加速度计表头输出为电流模拟信号，必须通过I/F电路转换为数字信号才能供惯性导航系统中的计算机处理。

参见图1，传统I/F转换电路的组成部分包括积分器电路、比较器电路、逻辑控制器、开关电路及正负恒流源等五部分组成。随着电子系统小型化和高密度集成化的发展，电流频率转换电路在系统应用中多为三通道功能完全相同的电路集成，这使得电路的功耗及组装密度进一步提高，迫切需要电路内部元器件的种类、数量及功耗的优化设计。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的三路电流频率转换电路中功耗高、结构复杂的缺点，提供一种无比较器的三路电流频率转换电路。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种无比较器的三路电流频率转换电路，每路电流频率转换电路均包括积分器、电阻R1、电阻R2、逻辑控制器、开关电路和正负恒流源，三路电流频率转换电路共用反相器U2；

每路电流频率转换电路的连接方式为：

积分器的输入端连接输入电流，积分器的输出端与逻辑控制器的信号控制端相连接，积分器的输出端还接有电阻R1，电阻R1的另一端同时接反相器U2的输入端和电阻R2的一端，电阻R2的另一端接VCC，反相器U2的输出端接逻辑控制器的信号控制端；

逻辑控制器的控制信号输出端连接开关电路，逻辑控制器的数字输出端用于输出数字脉冲频率；

开关电路的一端连接正负恒流源输出端，另一端连接积分器的输入端。

进一步的，所述积分器包括运算放大器U1和电容C1；

运算放大器U1的第一输入端为积分器的输入端且连接输入电流，运算放大器U1的第二输入端接地，运算放大器U1的输出端同时连接逻辑控制器的信号控制端和电阻R1；运算放大器U1的输出端和第一输入端通过电容C1连接。

进一步的，逻辑控制器自带TTL阈值电压，设运算放大器U1的信号通过电阻R1后的电压为V2，则：

当V2电压低于TTL电路阈值电压时，为逻辑0，则通过反相器U2后逻辑电平将翻转为1；

当V2电压高于TTL电路阈值电压时，为逻辑1，则通过反相器后U2逻辑电平将翻转为0。

进一步的，设运算放大器U1的输出端与电阻R1之间的电压为V1；

调节R1和R2的电阻值，直至V1为预设值时，V2的电压值为TTL电路阈值电压，则V1处积分信号电压大于预设值的信号通过反相器U2后均为0，V1处积分信号电压小于预设值的信号通过反相器U2后均为1，从而实现了门槛电压V1的比较器功能。

进一步的，V1和V2之间的关系为：