[发明专利]一种高精度低功率电流频率转换电路及转换方法

权利要求书

1.一种高精度低功耗电流频率转换电路，其特征在于，包括恒流源转换模块、积分器、比较器、量化模块和模拟开关，

所述恒流源转换模块包括电流镜和电流源，电流镜用于将正向基准电压转换为大小相等、极性相反的负向基准电压，将正向基准电压和负向基准电压分别作为正向基准恒流源和负向基准恒流源的电压基准；

所述积分器用于将输入电流转化为积分电压；

所述比较器用于将积分器输出的积分电压与预设电压进行比较并根据比较结果对应输出相应的电平信号；

所述量化模块用于对比较器输出的电平信号进行量化并输出脉冲信号；

所述模拟开关用于根据量化模块输出的脉冲信号的极性将正向基准恒流源或负向基准恒流源与积分器导通，以使正向基准恒流源对积分器充电或负向基准恒流源对积分器放电。

2.根据权利要求1所述的高精度低功耗电流频率转换电路，其特征在于，所述电流镜包括第一电阻、第二电阻、MOS管和运算放大器，第一电阻的一端与正向电源相连、另一端与MOS管的漏极相连并输出反向基准电压，MOS管的栅极与运算放大器的输入端相连，运算放大器的正相输出端输出正向基准电压、反相输出端通过第二电阻与负向电源相连，正向基准电压作为正向基准恒流源送至模拟开关的一个输入端，反向基准电压作为负向基准恒流源送至模拟开关的另一输入端。

3.根据权利要求1或2所述的高精度低功耗电流频率转换电路，其特征在于，所述正向电源为﹢5v电压，负向电源为-5v电压。

4.根据权利要求1所述的高精度低功耗电流频率转换电路，其特征在于，所述量化模块采用的是FPGA逻辑控制电路，FPGA逻辑控制电路的信号输入端连接比较器的电平信号输出端，用于根据比较器输出的电平信号输出正向脉冲或负向脉冲，并控制正向脉冲或负向脉冲的脉冲宽度，将脉冲信号反馈给模拟开关。

5.根据权利要求4所述的高精度低功耗电流频率转换电路，其特征在于，量化模块向模拟开关反馈正向脉冲时，模拟开关控制使负向基准恒流源对积分器放电，以使积分器输出的积分电压降低至正向预设电压以下；

量化模块输出向模拟开关反馈负向脉冲时，模拟开关控制使正向基准恒流源对积分器充电，以使积分器输出的积分电压上升至负向预设电压以上。

6.一种高精度低功耗电流频率转换方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，恒流源转换模块产生两个大小相等、极性相反的基准电压，将这两个基准电压分别作为正向基准恒流源和负向基准恒流源的电压基准；

S2，当输入电流为正向电流时，积分器的积分电流极性为正，当积分器输出的积分电压达到或超过正向预设电压后，触发比较器输出的电平翻转，量化模块对比较器输出的电平信号进行量化并向模拟开关反馈正向脉冲信号，模拟开关控制使恒流源转换模块输出的负向基准恒流源对积分器放电，以使积分器输出的积分电压降低至正向预设电压以下；

当输入电流为负向电流时，积分器的积分电流极性为负，当积分器输出的积分电压达到或低于负向预设电压后，触发比较器输出的电平翻转，量化模块对比较器输出的电平信号进行量化并向模拟开关反馈负向脉冲信号，模拟开关控制使恒流源转换模块输出的正向基准恒流源对积分器充电，以使积分器输出的积分电压降低至负向预设电压以下。

7.根据权利要求6所述的高精度低功耗电流频率转换方法，其特征在于，所述恒流源转换模块包括电流镜和电流源，电流镜用于将正向基准电压转换为大小相等、极性相反的负向基准电压，将正向基准电压和负向基准电压分别作为正向基准恒流源和负向基准恒流源的电压基准。

8.根据权利要求7所述的高精度低功耗电流频率转换方法，其特征在于，所述电流镜包括第一电阻、第二电阻、MOS管和运算放大器，第一电阻的一端与正向电源相连、另一端与MOS管的漏极相连并输出反向基准电压，MOS管的栅极与运算放大器的输入端相连，运算放大器的正相输出端输出正向基准电压、反相输出端通过第二电阻与负向电源相连，正向基准电压作为正向基准恒流源送至模拟开关的一个输入端，反向基准电压作为负向基准恒流源送至模拟开关的另一输入端。

9.根据权利要求7所述的高精度低功耗电流频率转换方法，其特征在于，所述正向电源为﹢5v电压，负向电源为-5v电压。