專利名稱：一種電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的動態(tài)特性標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動態(tài)特性標(biāo)定方法,特別是對電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的動態(tài)特性標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
電流/頻率轉(zhuǎn)換電路，作為模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的接ロ，電路形式上為模擬、數(shù)字混合電路，該電路的功能是將輸入的電流信號轉(zhuǎn)換成脈沖信號，單位時間內(nèi)的脈沖個數(shù)與輸入電流大小成正比。由于該電路以脈沖形式輸出，動態(tài)特性標(biāo)定困難，傳統(tǒng)的時域或頻域方法都 不適用。該電路的動態(tài)特性用_3dB帶寬來表征，通常的標(biāo)定方法是用一臺多功能校準(zhǔn)源提供交流輸入信號，用I/F轉(zhuǎn)換電路測試臺或計數(shù)器采集輸出脈沖信號。現(xiàn)有技術(shù)的缺陷在于，只能針對幾百赫茲以下頻率的交流輸入信號進(jìn)行標(biāo)定，不能有效的反映電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換帶寬。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的動態(tài)特性標(biāo)定方法，有效的解決電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換帶寬的標(biāo)定問題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案ー種電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的動態(tài)特性標(biāo)定方法，所述電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的動態(tài)特性標(biāo)定方法包括多功能校準(zhǔn)源Al輸出的直流信號與多功能校準(zhǔn)源B2輸出的交流電流信號疊加作為所述電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的電流輸入信號，經(jīng)所述電流/頻率轉(zhuǎn)換電路輸出脈沖信號；高速脈沖數(shù)據(jù)采集電路對所述輸出脈沖信號進(jìn)行高速多點(diǎn)采集，使所述脈沖信號轉(zhuǎn)換為脈沖數(shù)；通訊板卡將所述脈沖數(shù)上傳給エ控機(jī)；所述エ控機(jī)對所述脈沖數(shù)進(jìn)行存儲、插補(bǔ)處理，利用公式ZOIg(Vktl)判斷輸出脈沖數(shù)的峰-峰值k相對于理論輸出脈沖數(shù)的峰-峰值Iitl的衰減程度其中，K是各采樣時間內(nèi)，實(shí)際輸出脈沖數(shù)的最大值與最小值之差，h是各采樣時間內(nèi)，理論輸出脈沖數(shù)的最大值與最小值之差；當(dāng)ZOlg(Vktl) =-3時，多功能校準(zhǔn)源B2輸出交流電流信號頻率即為電流/頻率轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換帶寬，即_3dB帶寬，単位為Hz ；當(dāng)ZOlg(Vktl) > _3，提高所述交流電流信號輸入頻率，回到所述步驟I繼續(xù)測試；當(dāng)ZOlg(Vktl) < -3，降低所述交流電流信號輸入頻率，回到所述步驟I繼續(xù)測試。所述高速脈沖數(shù)據(jù)采集電路對所述輸出脈沖信號進(jìn)行脈沖數(shù)采集，實(shí)現(xiàn)脈沖信號至IJ脈沖數(shù)的轉(zhuǎn)換，包括定時、同步、計數(shù)、鎖存、清零。在設(shè)定所述多功能校準(zhǔn)源A和所述多功能校準(zhǔn)源B并保持其輸出電流幅度不變的前提下，逐漸提高交流電流輸出交流電流信號的輸出頻率。
所述高速脈沖數(shù)據(jù)采集電路對所述輸出脈沖信號在不同頻率點(diǎn)進(jìn)行采集時，每個交流電流信號周期要采集10個點(diǎn)以上脈沖數(shù)，以保證插補(bǔ)精度。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的動態(tài)特性標(biāo)定方法，通過利用兩臺多功能校準(zhǔn)源分別提供直流輸入和交流輸入，利用高速脈沖數(shù)據(jù)采集電路，實(shí)現(xiàn)動態(tài)特性的標(biāo)定。避免了只能針對幾百赫茲以下頻率的交流輸入信號進(jìn)行標(biāo)定，不能有效的反映電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換帶寬的標(biāo)定問題。


圖I是ー種電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的動態(tài)特性標(biāo)定方法的標(biāo)定用設(shè)備連接示意圖，其中I.多功能校準(zhǔn)源A2.多功能校準(zhǔn)源B3.電流/頻率轉(zhuǎn)換電路4.高速脈沖數(shù)據(jù)采集電路5.通訊板卡6.エ控機(jī)圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的ー種實(shí)現(xiàn)電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的動態(tài)特性標(biāo)定方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。在下面的描述中，出于解釋而非限制性的目的，闡述了具體細(xì)節(jié)，以幫助全面地理解本發(fā)明。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，也可以在脫離了這些具體細(xì)節(jié)的其它實(shí)施例中實(shí)踐本發(fā)明。在此需要說明的是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本發(fā)明，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本發(fā)明的方案密切相關(guān)的設(shè)備結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本發(fā)明關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。下面參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。如圖I所示，ー種實(shí)現(xiàn)電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的動態(tài)特性標(biāo)定方法的標(biāo)定用設(shè)備包括多功能校準(zhǔn)源A I、多功能校準(zhǔn)源B 2、高速脈沖數(shù)據(jù)采集電路4、通訊板卡5、エ控機(jī)6。其中，所述多功能校準(zhǔn)源A I為所述3提供直流電流信號輸入，作為偏置，保證單位時間內(nèi)輸出的脈沖數(shù)足夠多；所述多功能校準(zhǔn)源B 2為所述電流/頻率轉(zhuǎn)換電路3提供交流電流信號輸入，作為激勵；所述高速脈沖數(shù)據(jù)采集電路4對所述輸出脈沖信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；所述通訊板卡5作為所述高速脈沖數(shù)據(jù)采集電路與所述エ控機(jī)6的接ロ，將數(shù)據(jù)上傳到所述エ控機(jī)6 ;所述エ控機(jī)6對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、處理；下面結(jié)合圖2所示的本發(fā)明ー種電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的動態(tài)特性標(biāo)定方法流程圖進(jìn)行說明。步驟1，所述多功能校準(zhǔn)源A I為所述電流/頻率轉(zhuǎn)換電路3提供直流電流信號輸入，作為偏置，用于保證所述電流/頻率轉(zhuǎn)換電路3具有盡量大的動態(tài)輸入范圍，使所述轉(zhuǎn)換電路輸出盡量多的脈沖數(shù)，以有利于數(shù)據(jù)的高分辨率采集；步驟2，所述多功能校準(zhǔn)源B 2為所述電流/頻率轉(zhuǎn)換電路3提供交流電流信號輸入，作為激勵；步驟3，所述高速脈沖數(shù)據(jù)采集電路4對所述輸出脈沖進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)脈沖量到脈沖數(shù)的轉(zhuǎn)換，包括定時、同步、計數(shù)、鎖存、清零，其中定時用于確定所述高速脈沖數(shù)據(jù)采集電路4的采集周期，同步用于將定時信號與脈沖信號同步，避免出現(xiàn)競爭冒險而丟失脈沖，計數(shù)用于采集ー個周期內(nèi)的脈沖數(shù)，鎖存是將ー個周期內(nèi)的脈沖數(shù)保存起來，清零是將上一周期的脈沖數(shù)清棹，以進(jìn)行下一周期的采集；步驟4，所述通訊板卡5作為所述高速脈沖數(shù)據(jù)采集電路與エ控機(jī)6的接ロ，將脈沖數(shù)上傳到所述エ控機(jī)6 ； 步驟5，所述エ控機(jī)6對所述脈沖數(shù)進(jìn)行存儲、插補(bǔ)處理；所述對脈沖數(shù)處理是利用公式ZOlg(Vktl)判斷輸出脈沖數(shù)的峰-峰值k相對于理論輸出脈沖數(shù)的峰-峰值1 的衰減程度其中，K是各采樣時間內(nèi)，實(shí)際輸出脈沖數(shù)的最大值與最小值之差，1 是各采樣時間內(nèi)，理論輸出脈沖數(shù)的最大值與最小值之差；當(dāng)所述衰減程度輸出滿足201g(k/kQ) = -3吋，多功能校準(zhǔn)源B2輸出的交流電流信號電流頻率即為電流/頻率轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換帶寬，即_3dB帶寬，単位為Hz ;當(dāng)ZOlg(Vktl) > -3時，提高所述交流電流信號輸入頻率，回到步驟I繼續(xù)測試，直到滿足ZOlg(Vktl) = -3，說明電流/頻率轉(zhuǎn)換電路3的轉(zhuǎn)換帶寬為此時交流信號的輸入；當(dāng)ZOlg(Vktl) < -3，降低所述交流電流信號輸入頻率，回到步驟I繼續(xù)測試，直到滿足20Ig (Vktl) = -3，說明電流/頻率轉(zhuǎn)換電路3的轉(zhuǎn)換帶寬為此時交流電流信號的輸入。上述提聞交流イ目號可以甸次提聞頻率為IOOHz。本發(fā)明的實(shí)施例的許多特征和優(yōu)點(diǎn)根據(jù)該詳細(xì)描述是清楚的，因此所附權(quán)利要求旨在覆蓋這些實(shí)施例的落入其真實(shí)精神和范圍內(nèi)的所有這些特征和優(yōu)點(diǎn)。此外，由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到很多修改和改變，因此不是要將本發(fā)明的實(shí)施例限于所例示和描述的精確結(jié)構(gòu)和操作，而是可以涵蓋落入其范圍內(nèi)的所有合適修改和等同物。本發(fā)明未詳細(xì)說明部分為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技木。
權(quán)利要求
1.一種電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的動態(tài)特性標(biāo)定方法，其特征在于，所述電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的動態(tài)特性標(biāo)定方法包括 步驟1，多功能校準(zhǔn)源Al (I)輸出的直流電流信號與多功能校準(zhǔn)源B(2)輸出的交流電流信號疊加作為所述電流/頻率轉(zhuǎn)換電路(3)的電流輸入信號，經(jīng)所述電流/頻率轉(zhuǎn)換電路⑶后輸出脈沖信號； 步驟2，高速脈沖數(shù)據(jù)采集電路(4)對所述輸出脈沖信號進(jìn)行高速多點(diǎn)采集，對使脈沖信號轉(zhuǎn)換為脈沖數(shù)； 步驟3，通訊板卡5將所述脈沖數(shù)上傳給工控機(jī)(6)； 步驟4，所述工控機(jī)(6)對所述脈沖數(shù)進(jìn)行存儲、插補(bǔ)處理，其特征在于，利用公式201g(k/k0)判斷輸出脈沖數(shù)的峰-峰值k相對于理論輸出脈沖數(shù)的峰-峰值1 的衰減程度 其中，K是各采樣時間內(nèi)，實(shí)際輸出脈沖數(shù)的最大值與最小值之差，Ktl是各采樣時間內(nèi)，理論輸出脈沖數(shù)的最大值與最小值之差； 當(dāng)所述ZOlg(Vktl) =-3時，多功能校準(zhǔn)源B(2)輸出交流信號電流頻率即為電流/頻率轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換帶寬，即_3dB帶寬，單位為Hz ； 當(dāng)SOlg(Vktl) > _3，提高所述交流信號輸入頻率，回到所述步驟I繼續(xù)測試； 當(dāng)201 g(k/k0) < -3，降低所述交流信號輸入頻率，回到所述步驟I繼續(xù)測試。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的動態(tài)特性標(biāo)定方法，其特征在于，所述高速脈沖數(shù)據(jù)采集電路(4)對所述輸出脈沖信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)脈沖信號到脈沖數(shù)的轉(zhuǎn)換，包括定時、同步、計數(shù)、鎖存、清零。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的動態(tài)特性標(biāo)定方法，其特征在于，在設(shè)定所述多功能校準(zhǔn)源A(I)和所述多功能校準(zhǔn)源B(2)并保持其輸出電流幅度不變的前提下，逐漸提高交流電流輸出交流信號的輸出頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的動態(tài)特性標(biāo)定方法，其特征在于，所述高速脈沖數(shù)據(jù)采集電路(4)對所述輸出脈沖信號在不同頻率點(diǎn)進(jìn)行采集時，每個交流電流信號周期要采集10個點(diǎn)以上脈沖數(shù)，以保證插補(bǔ)精度。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的動態(tài)特性標(biāo)定方法，利用兩臺多功能校準(zhǔn)源提供直流信號和交流信號輸入，利用高速脈沖數(shù)據(jù)采集電路，實(shí)現(xiàn)動態(tài)特性的標(biāo)定。標(biāo)定用設(shè)備包括多功能校準(zhǔn)源A、多功能校準(zhǔn)源B、高速脈沖數(shù)據(jù)采集電路、通訊板卡、工控機(jī)。其中，多功能校準(zhǔn)源A為電流/頻率轉(zhuǎn)換電路提供直流輸入，作為偏置。多功能校準(zhǔn)源B為電流/頻率轉(zhuǎn)換電路提供交流輸入，作為動態(tài)輸入；高速脈沖采樣電路對輸出脈沖進(jìn)行高速多點(diǎn)采集，實(shí)現(xiàn)脈沖信號到脈沖數(shù)的轉(zhuǎn)換；通訊板卡作為高速數(shù)據(jù)采集電路與工控機(jī)的接口，將脈沖數(shù)上傳到工控機(jī)；工控機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、插補(bǔ)處理及波形顯示。本發(fā)明解決了電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換帶寬標(biāo)定問題。
文檔編號G01R23/00GK102662094SQ20121012650
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者余莉, 姜洪雷, 孔祥苓, 龐葳, 張宏, 張秋月, 張鵬飛, 梁杰, 趙寅秋, 趙洪利 申請人:航天科工慣性技術(shù)有限公司