CN208849747U - 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
- CN208849747U CN208849747U CN201821570716.5U CN201821570716U CN208849747U CN 208849747 U CN208849747 U CN 208849747U CN 201821570716 U CN201821570716 U CN 201821570716U CN 208849747 U CN208849747 U CN 208849747U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- programmable multi
- threshold
- frequency conversion
- interface
- 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.)
- Active
Links
Abstract
本实用新型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。本实用新型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
本实用新型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。
实用新型内容
本实用新型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。
实现本实用新型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。
输入的多路电源信号经电源变换系统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。
本实用新型所达到的有益效果：
本实用新型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是本实用新型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是本实用新型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是本实用新型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是本实用新型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系统部分原理图1。
图5是本实用新型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系统部分原理图2。
图6是本实用新型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是本实用新型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是本实用新型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，本实用新型一种可编程多门限比较的电流频率转换器，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，由电源变换系统、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系统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，是本实用新型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，是本实用新型的可编程多门限比较电路中的电源变换系统原理图，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，是本实用新型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，是本实用新型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，本实用新型采用了多门限技术，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，是本实用新型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。本实用新型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 **** **** **** XXXX55”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。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
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系统、数模转换器和处理器；
输入的多路电源信号经电源变换系统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 |
|---|---|---|---|
| CN201821570716.5U CN208849747U (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 |
|---|---|---|---|
| CN201821570716.5U CN208849747U (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 |
|---|---|
| CN208849747U true CN208849747U (zh) | 2019-05-10 |
Family
ID=66373892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201821570716.5U Active CN208849747U (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) | CN208849747U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108900194A (zh) * | 2018-09-26 | 2018-11-27 | 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 |
| CN112152605A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-12-29 | 西安微电子技术研究所 | 一种无比较器的三路电流频率转换电路 |
-
2018
- 2018-09-26 CN CN201821570716.5U patent/CN208849747U/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108900194A (zh) * | 2018-09-26 | 2018-11-27 | 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 |
| CN112152605A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-12-29 | 西安微电子技术研究所 | 一种无比较器的三路电流频率转换电路 |
| CN112152605B (zh) * | 2020-09-27 | 2023-07-04 | 西安微电子技术研究所 | 一种无比较器的三路电流频率转换电路 |
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 | |
| CN102287419B (zh) | 一种舵机伺服阀性能自动测试装置及测试方法 | |
| CN103441764B (zh) | 一种电流频率转换电路 | |
| CN104330640A (zh) | 一种大范围高精度的rlc测量装置及测量方法 | |
| CN104460462A (zh) | 一种兼容单双极性模拟信号采样电路 | |
| CN103414474B (zh) | 高精度小信号差值模数转换器 | |
| CN114977736B (zh) | 电流检测电路及用于开关变换电路的控制器 | |
| CN201382997Y (zh) | 直流电源检测装置 | |
| CN105445673A (zh) | 一种直流恒电阻电子负载装置 | |
| CN102129032B (zh) | 变压器有载分接开关测试仪 | |
| CN203554071U (zh) | 一种智能变电站合并单元自动校验装置 | |
| CN208818756U (zh) | 一种提高step-down负载电流检测精度的电路 | |
| CN104267262B (zh) | 一种高精度的回路电阻智能化测试仪 | |
| CN103575976B (zh) | 一种纯90度移相式无功功率测量方法 | |
| CN209894959U (zh) | 高抗共模干扰的电子式互感器小信号隔离采样调理电路 | |
| CN104459338A (zh) | 一种电容容值测量装置及测量方法 | |
| CN202041578U (zh) | 具有自动校准功能的杂散电流传感器 | |
| CN206038759U (zh) | 一种新能源电动汽车高精度电流检测电路 | |
| CN105445536A (zh) | 一种交流电压采集装置及其工作方法 | |
| CN103575975A (zh) | 一种纯90度移相式无功功率测量电路 | |
| CN104298174B (zh) | 基于PCIe的轨迹侦测比较的方法 | |
| CN203368437U (zh) | 实时积分漂移补偿交替式积分器 | |
| CN208956006U (zh) | 一种基于三角波调制的高精度电流/频率转换电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 233040 No.10 Caiyuan Road, Bengbu City, Anhui Province Patentee after: Anhui North Microelectronics Research Institute Group Co.,Ltd. Address before: 233040 No.10 Caiyuan Road, Bengbu City, Anhui Province Patentee before: NORTH ELECTRON RESEARCH INSTITUTE ANHUI Co.,Ltd. |