CN108900194A - 一种可编程多门限比较的电流频率转换电路 - Google Patents
一种可编程多门限比较的电流频率转换电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108900194A CN108900194A CN201811123272.5A CN201811123272A CN108900194A CN 108900194 A CN108900194 A CN 108900194A CN 201811123272 A CN201811123272 A CN 201811123272A CN 108900194 A CN108900194 A CN 108900194A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- programmable multi
- threshold
- frequency conversion
- compares
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003796 beauty Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/06—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
- H03M1/0617—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
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。
Description
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***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***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***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***、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。
输入的多路电源信号经电源变换***转换为适于给数模转换器和处理器进行供电;积分电路输出的电压信号经数模转换器转换为模拟信号后输入处理器;经处理器处理后输出给接口电路。
处理器输出给接口电路的信号有配置/输出用UART0接口、配置/输出用UART1接口、原始脉冲输出接口、扩展脉冲输出接口、过流警告输出、转换状态显示输出信号。
本发明所达到的有益效果:
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。
附图说明
图1是本发明一种可编程多门限比较的电流频率转换器电路的电路框图。
图2是本发明一种可编程多门限比较的电流频率转换器电路的可编程多门限比较电路原理框图。
图3是本发明一种可编程多门限比较的电流频率转换器电路的接口电路原理框图。
图4是本发明一种可编程多门限比较的电流频率转换器电路的可编程多门限比较电路中的电源变换***部分原理图1。
图5是本发明一种可编程多门限比较的电流频率转换器电路的可编程多门限比较电路中的电源变换***部分原理图2。
图6是本发明一种可编程多门限比较的电流频率转换器电路的可编程多门限比较电路中的数模转换器部分原理图。
图7是本发明一种可编程多门限比较的电流频率转换器电路的可编程多门限比较技术思路。
图8是本发明一种可编程多门限比较的电流频率转换器电路编程规则和真值表。
具体实施方式
以下结合附图,详细说明本方案的实施方式。
由图1所示,本发明一种可编程多门限比较的电流频率转换电路,由积分电路1、多门限比较电路2、恒流源电路3、开关电路4、接口电路5组成。
由图2所示,是多门限比较电路2原理框图,由电源变换***、数模转换器、处理器电路组成。输入信号有多路电源和积分后的电压信号;多路电源经电源变换***转换为适于给数模转换器和处理器进行供电。积分后的电压信号经数模转换器转换为模拟信号后输入处理器。由处理器对前一门限电压和正在处理的电压值比较、判断,并根据电压变化趋势进补偿,输出给接口电路。输出给接口电路的信号有配置/输出用UART0接口、配置/输出用UART1接口、原始脉冲输出接口、扩展脉冲输出接口、过流警告输出、转换状态显示输出。
由图3所示,是本发明一种可编程多门限比较的电流频率转换器电路的接口电路5原理框图;RS232电平转换电路将接收的UART0接口的TTL信号进行隔离后输出;RS422电平转换电路将接收的UART1接口的TTL信号转换为RS422接口;隔离及电平转换电路将接收的原始脉冲、扩展脉冲、过流警告相应数字信号进行隔离和保护后输出。
由图4和图5所示,是本发明的可编程多门限比较电路中的电源变换***原理图,主要使用了LM5008和LM1117两种集成电路及若干电阻、电容和电感。主要实现对电源电压变换,为后级电路供电。
由图6所示,是本发明的可编程多门限比较电路中的数模转换器原理图,采用了美国ADI公司的数模转换器AD7367-5,该器件ADC量程±10V,采样速率500KHz,采样精度16位,满足使用要求,控制方式为串行通讯且同步采样,可缩小电路尺寸。
由图7所示,是本发明可编程多门限比较技术思路。现有技术方案中在积分器工作一个周期内只进行门限比较一次,本发明采用了多门限技术,且可编程,采样门限可高达1024个,是现有方案的1024倍。
由图8所示,是本发明一种可编程多门限比较的电流频率转换器电路编程规则和真值表,配置指令设置包括帧头、模式、门限起点、门限终点、步进、检验和帧尾。本发明仅介绍多门限编程相关的配置指令,如配置指令设置为”AA 00 **** **** **** XXXX 55”的形式,则是将本电流频率转换器门限配置为自动模式,因转换器内部积分器硬件决定电荷平衡点固定,软件将根据电流输入电流大小、电流频率、电流阶跃特性优化门限,门限宽度也会根据实际情况自动优化。电流恒定时,距离电压为0V或电荷平衡点电压时,为了增加采样精度,门限宽度会变小。电流为正弦或阶跃时,软件会比稳态时增多门限。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种可编程多门限比较的电流频率转换电路,其特征是,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前一门限电压和正在处理的电压值进行比较,经补偿输出给接口电路;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低于可编程多门限比较电路最低门限。
2.根据权利要求1所述的一种可编程多门限比较的电流频率转换电路,其特征是,积分电路包括斩波自稳零运算放大器 ICL7650。
3.根据权利要求1所述的一种可编程多门限比较的电流频率转换电路,其特征是,恒流源用于向积分电路提供基准电流。
4.根据权利要求1所述的一种可编程多门限比较的电流频率转换电路,其特征是,开关电路采用模拟开关ADG1421BRMZ。
5.根据权利要求1所述的一种可编程多门限比较的电流频率转换电路,其特征是,可编程多门限比较电路包括电源变换***、数模转换器和处理器;
输入的多路电源信号经电源变换***转换为适于给数模转换器和处理器进行供电;积分电路输出的电压信号经数模转换器转换为模拟信号后输入处理器;经处理器处理后输出给接口电路。
6.根据权利要求5所述的一种可编程多门限比较的电流频率转换电路,其特征是,处理器输出给接口电路的信号有配置/输出用UART0接口、配置/输出用UART1接口、原始脉冲输出接口、扩展脉冲输出接口、过流警告输出、转换状态显示输出信号。
7.根据权利要求6所述的一种可编程多门限比较的电流频率转换电路,其特征是,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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811123272.5A CN108900194A (zh) | 2018-09-26 | 2018-09-26 | 一种可编程多门限比较的电流频率转换电路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811123272.5A CN108900194A (zh) | 2018-09-26 | 2018-09-26 | 一种可编程多门限比较的电流频率转换电路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108900194A true CN108900194A (zh) | 2018-11-27 |
Family
ID=64360337
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811123272.5A Pending CN108900194A (zh) | 2018-09-26 | 2018-09-26 | 一种可编程多门限比较的电流频率转换电路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108900194A (zh) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110058078A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-07-26 | 上海仁机仪器仪表有限公司 | 一种基于i-f变换的电流测量电路及测量方法 |
CN110572157A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-13 | 中勍科技有限公司 | 一种i/f变换电路板的温度补偿方法 |
CN110868215A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-03-06 | 中国电子科技集团公司第四十三研究所 | 一种自适应控制的高精度电流/频率转换电路 |
CN112398473A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-23 | 中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心 | 一种具有自适应多门限比较功能的电流频率转换电路 |
CN114076847A (zh) * | 2020-08-18 | 2022-02-22 | 航天科工惯性技术有限公司 | 高分辨率电流频率转换装置及方法 |
CN115133934A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-30 | 中船航海科技有限责任公司 | 一种高精度低功率电流频率转换电路及转换方法 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4109168A (en) * | 1977-01-19 | 1978-08-22 | Analog Technology Corporation | Current-to-frequency converter |
US4124821A (en) * | 1976-08-25 | 1978-11-07 | Lgz Landis & Gyr Zug Ag | Analog to frequency convertor |
CN103338042A (zh) * | 2013-06-24 | 2013-10-02 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种动力调谐陀螺仪模数转换电路 |
CN103441764A (zh) * | 2013-08-20 | 2013-12-11 | 北京控制工程研究所 | 一种电流频率转换电路 |
CN103713181A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-09 | 重庆华渝电气集团有限公司 | 微小电流信号检测装置 |
CN204719111U (zh) * | 2014-12-01 | 2015-10-21 | 国网山东省电力公司东营供电公司 | 一种低功耗光电混合型高压输电线路电流检测装置 |
CN105897250A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-08-24 | 青岛航天半导体研究所有限公司 | 一种i/f转换电路 |
CN106843049A (zh) * | 2017-02-14 | 2017-06-13 | 北方电子研究院安徽有限公司 | 一种可编程双极性3路电流频率转换器电路 |
CN106888022A (zh) * | 2015-12-15 | 2017-06-23 | 航天科工惯性技术有限公司 | 一种高分辨率电流/频率转换电路 |
CN208849747U (zh) * | 2018-09-26 | 2019-05-10 | 北方电子研究院安徽有限公司 | 一种可编程多门限比较的电流频率转换电路 |
-
2018
- 2018-09-26 CN CN201811123272.5A patent/CN108900194A/zh active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4124821A (en) * | 1976-08-25 | 1978-11-07 | Lgz Landis & Gyr Zug Ag | Analog to frequency convertor |
US4109168A (en) * | 1977-01-19 | 1978-08-22 | Analog Technology Corporation | Current-to-frequency converter |
CN103338042A (zh) * | 2013-06-24 | 2013-10-02 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种动力调谐陀螺仪模数转换电路 |
CN103441764A (zh) * | 2013-08-20 | 2013-12-11 | 北京控制工程研究所 | 一种电流频率转换电路 |
CN103713181A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-09 | 重庆华渝电气集团有限公司 | 微小电流信号检测装置 |
CN204719111U (zh) * | 2014-12-01 | 2015-10-21 | 国网山东省电力公司东营供电公司 | 一种低功耗光电混合型高压输电线路电流检测装置 |
CN106888022A (zh) * | 2015-12-15 | 2017-06-23 | 航天科工惯性技术有限公司 | 一种高分辨率电流/频率转换电路 |
CN105897250A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-08-24 | 青岛航天半导体研究所有限公司 | 一种i/f转换电路 |
CN106843049A (zh) * | 2017-02-14 | 2017-06-13 | 北方电子研究院安徽有限公司 | 一种可编程双极性3路电流频率转换器电路 |
CN208849747U (zh) * | 2018-09-26 | 2019-05-10 | 北方电子研究院安徽有限公司 | 一种可编程多门限比较的电流频率转换电路 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
王亚楠: "适用于重离子治癌剂量监测的电流-频率转换电路设计", no. 1, pages 042 - 262 * |
王海涛等: "一种高精度高稳定电流频率转换电路的设计", pages 39 - 40 * |
程远超等: "基于FPGA的大比例系数高精度I/F电路设计", vol. 17, no. 2, pages 59 - 66 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110058078A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-07-26 | 上海仁机仪器仪表有限公司 | 一种基于i-f变换的电流测量电路及测量方法 |
CN110572157A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-13 | 中勍科技有限公司 | 一种i/f变换电路板的温度补偿方法 |
CN110868215A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-03-06 | 中国电子科技集团公司第四十三研究所 | 一种自适应控制的高精度电流/频率转换电路 |
CN110868215B (zh) * | 2019-12-10 | 2024-02-09 | 中国电子科技集团公司第四十三研究所 | 一种自适应控制的高精度电流/频率转换电路 |
CN114076847A (zh) * | 2020-08-18 | 2022-02-22 | 航天科工惯性技术有限公司 | 高分辨率电流频率转换装置及方法 |
CN112398473A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-23 | 中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心 | 一种具有自适应多门限比较功能的电流频率转换电路 |
CN115133934A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-30 | 中船航海科技有限责任公司 | 一种高精度低功率电流频率转换电路及转换方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108900194A (zh) | 一种可编程多门限比较的电流频率转换电路 | |
CN100583644C (zh) | 一种积分式a/d转换方法及其模数转换装置 | |
CN208849747U (zh) | 一种可编程多门限比较的电流频率转换电路 | |
CN103441764B (zh) | 一种电流频率转换电路 | |
CN101622777A (zh) | 电能转换器中的负载电流检测 | |
CN103414474B (zh) | 高精度小信号差值模数转换器 | |
CN104330640A (zh) | 一种大范围高精度的rlc测量装置及测量方法 | |
CN102129032B (zh) | 变压器有载分接开关测试仪 | |
CN208636373U (zh) | 一次调频电气参数精准测量装置 | |
CN114977736B (zh) | 电流检测电路及用于开关变换电路的控制器 | |
CN105719906A (zh) | 高精度时间继电器及其控制方法 | |
CN109004919A (zh) | 一种基于三角波调制的高精度电流/频率转换电路及转换方法 | |
CN107132404B (zh) | 检测方法、检测电路、控制器及开关电源 | |
JPH0652282B2 (ja) | Lcrメ−タ | |
CN104267262A (zh) | 一种高精度的回路电阻智能化测试仪 | |
CN109633251B (zh) | 一种if电路积分电压峰峰值求解方法及装置 | |
CN102707130A (zh) | 一种根据电压信号确定消弧线圈档位的方法及装置 | |
JP2001141753A (ja) | 電流、電気量測定回路 | |
CN112398473A (zh) | 一种具有自适应多门限比较功能的电流频率转换电路 | |
CN109782057B (zh) | 变频家电单相电源输入有功功率测量电路及方法 | |
CN208956006U (zh) | 一种基于三角波调制的高精度电流/频率转换电路 | |
CN110133467B (zh) | 一种超宽动态范围信号的高精度测量方法 | |
CN209088518U (zh) | 一种用于双向电流输出的硬件过流保护*** | |
CN105717393A (zh) | 一种用于电子元器件的参数测试***以及测试方法 | |
CN101860367B (zh) | 基于单片机的高精度快速积分型ad转换器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |