專利名稱：一種基于雙積分器的高精度電流頻率轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高精度電流/頻率轉(zhuǎn)換電路，特別是一種基于雙積分器的高 精度電流/頻率轉(zhuǎn)換電路。
背景技術(shù)：
電流/頻率轉(zhuǎn)換電路有直接轉(zhuǎn)換、固定分流轉(zhuǎn)換、自動分流轉(zhuǎn)換三種方法，傳統(tǒng)的 三種轉(zhuǎn)換方法均采用單積分器結(jié)構(gòu)。對于直接轉(zhuǎn)換方法，輸入偏置電流是影響轉(zhuǎn)換精度的 主要因素，因此，積分運(yùn)放通常選用輸入偏置電流較小的結(jié)型或絕緣柵型輸入的運(yùn)放；對于 固定分流轉(zhuǎn)換方法，輸入失調(diào)電壓是影響轉(zhuǎn)換精度的主要因素，因此，積分運(yùn)放通常選用雙 極型輸入的運(yùn)放；對于自動分流轉(zhuǎn)換方法，小電流輸入時采用直接轉(zhuǎn)換，大電流輸入時采用 分流轉(zhuǎn)換，輸入偏置電流和輸入失調(diào)電壓均會對精度產(chǎn)生一定的影響，積分運(yùn)放的選擇無 法同時避免輸入偏置電流和輸入失調(diào)電壓的影響。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種用于自 動分流轉(zhuǎn)換模式，解決單積分器結(jié)構(gòu)無法同時避免輸入偏置電流和輸入失調(diào)電壓對轉(zhuǎn)換精 度的影響問題的基于雙積分器的高精度電流頻率轉(zhuǎn)換電路。按照本實(shí)用新型提供的一種基于雙積分器的高精度電流頻率轉(zhuǎn)換電路，包括模擬 開關(guān)A、模擬開關(guān)B、直接轉(zhuǎn)換積分器、分流轉(zhuǎn)換積分器、門限電路A、門限電路B、控制電路、 輸出電路、開關(guān)電路A、開關(guān)電路B和恒流源電路，輸入電流通過所述模擬開關(guān)A接所述直接 轉(zhuǎn)換積分器的輸入，所述直接轉(zhuǎn)換積分器的輸出接所述門限電路A的輸入，所述門限電路A 的輸出接所述控制電路，所述控制電路通過控制所述開關(guān)電路A將所述恒流源電路接入所 述直接轉(zhuǎn)換積分器；輸入電流通過所述模擬開關(guān)B接所述分流轉(zhuǎn)換積分器的輸入，所述分 流轉(zhuǎn)換積分器的輸出接所述門限電路B的輸入，所述門限電路B的輸出接所述控制電路，所 述控制電路通過控制所述開關(guān)電路B將所述恒流源電路接入所述分流轉(zhuǎn)換積分器，所述控 制電路根據(jù)輸入電流控制所述模擬開關(guān)A或模擬開關(guān)B通斷。按照本實(shí)用新型提供的一種基于雙積分器的高精度電流頻率轉(zhuǎn)換電路還具有如 下附屬技術(shù)特征所述直接轉(zhuǎn)換積分器采用結(jié)型或絕緣柵型輸入的運(yùn)放。所述分流轉(zhuǎn)換積分器采用雙極型輸入的運(yùn)放。所述控制電路采用型號為EPM7160S芯片。所述開關(guān)電路A、開關(guān)電路B以及模擬開關(guān)A、模擬開關(guān)B集成在一個四聯(lián)開關(guān)芯 片上。所述恒流源電路采用恒流源集成芯片。按照本實(shí)用新型提供的一種基于雙積分器的高精度電流頻率轉(zhuǎn)換電路與現(xiàn)有技 術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型采用直接轉(zhuǎn)換積分器和分流轉(zhuǎn)換積分器的雙積分器轉(zhuǎn)換電路，控制電路根據(jù)輸入電流的不同，自動切換其中一種積分器，從而實(shí)現(xiàn)了大量程高精度 電流/頻率轉(zhuǎn)換，解決了單積分器結(jié)構(gòu)無法同時避免輸入偏置電流和輸入失調(diào)電壓對轉(zhuǎn)換 精度影響的問題。

圖1是本實(shí)用新型的電路框圖。圖2是本實(shí)用新型的直接轉(zhuǎn)換積分器和門限電路A的電路原理圖。圖3是本實(shí)用新型的分流轉(zhuǎn)換積分器和門限電路B的電路原理圖。圖4是本實(shí)用新型的控制電路的電路圖。圖5是本實(shí)用新型的開關(guān)電路的電路圖。圖6是本實(shí)用新型的恒流源的電路圖。圖7是本實(shí)用新型的輸出電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，按照本實(shí)用新型提供的一種基于雙積分器的高精度電流頻率轉(zhuǎn)換電路， 用于自動分流模式電流/頻率轉(zhuǎn)換電路，采用雙積分器結(jié)構(gòu)，同時避免輸入偏置電流和輸 入失調(diào)電壓對轉(zhuǎn)換精度的影響，實(shí)現(xiàn)大量程高精度電流/頻率轉(zhuǎn)換?；陔p積分器的高精 度電流/頻率轉(zhuǎn)換包括模擬開關(guān)Al、模擬開關(guān)B2、直接轉(zhuǎn)換積分器3、分流轉(zhuǎn)換積分器4、 門限電路A5、門限電路B6、控制電路7、輸出電路8、開關(guān)電路A9、開關(guān)電路B10、恒流源電路 11。輸入電流通過模擬開關(guān)Al接直接轉(zhuǎn)換積分器3的輸入，直接轉(zhuǎn)換積分器3的輸出 接門限電路A5的輸入，門限電路A5的輸出接控制電路7，控制電路7通過控制開關(guān)電路A9 將恒流源電路11接入直接轉(zhuǎn)換積分器3 ；輸入電流通過模擬開關(guān)B2接分流轉(zhuǎn)換積分器4的 輸入，分流轉(zhuǎn)換積分器4的輸出接門限電路B6的輸入，門限電路B6的輸出接控制電路7，控 制電路7通過控制開關(guān)電路BlO將恒流源電路11接入分流轉(zhuǎn)換積分器4 ；直接轉(zhuǎn)換時，控 制電路7進(jìn)行如下控制打開模擬開關(guān)Al、關(guān)閉模擬開關(guān)B2，關(guān)閉開關(guān)電路B10，根據(jù)門限 電路A5的輸出情況控制開關(guān)電路A9的通斷，控制輸出電路8產(chǎn)生脈沖輸出；分流轉(zhuǎn)換時， 控制電路7進(jìn)行如下控制打開模擬開關(guān)B2、關(guān)閉模擬開關(guān)Al，關(guān)閉開關(guān)電路A9，根據(jù)門限 電路B6的輸出情況控制開關(guān)電路BlO的通斷，控制輸出電路8產(chǎn)生倍頻脈沖輸出。本實(shí)用新型在初期工作時，所述模擬開關(guān)A、直接轉(zhuǎn)換積分器3、門限電路A、控制 電路7、輸出電路8以及恒流源電路11、開關(guān)電路A組成的通路首先工作，若輸入電流符合 該通路工作的要求，則控制電路7 —直維持該通路工作。若輸入電流不符合該通路工作的 要求，則控制電路7進(jìn)行切換，切換到模擬開關(guān)B、分流轉(zhuǎn)換積分器4、門限電路B、控制電路 7、輸出電路8以及恒流源電路11、開關(guān)電路B組成的通路工作。若輸入電流又不符合分流 轉(zhuǎn)換的要求，則又會自動切換到直接轉(zhuǎn)換。因此，本實(shí)用新型的控制電路能夠根據(jù)直流轉(zhuǎn)換 和分流轉(zhuǎn)換中轉(zhuǎn)換積分器和門限電路的信號自動完成切換。參見圖2，圖2是示出本實(shí)用新型的直接轉(zhuǎn)換積分器的組成以及門限電路A的組 成，兩者連接在一起。其中直接轉(zhuǎn)換積分器選用絕緣柵型輸入的運(yùn)放3140，其輸入偏置電流 最大值為30pA，對轉(zhuǎn)換精度的影響可以忽略，轉(zhuǎn)換電路零偏基本為零。[0023]參見圖3，圖3示出了本實(shí)用新型的分流轉(zhuǎn)換積分器的組成以及門限電路B的組 成，兩者也是連接在一起。分流轉(zhuǎn)換積分器采用雙極型輸入的運(yùn)放0P27，其輸入失調(diào)電壓典 型值為30 μ V，對轉(zhuǎn)換精度的影響可以忽略，標(biāo)度因數(shù)非線性可達(dá)10-5量級。參見圖4，圖4是本實(shí)用新型的控制電路7的電路圖，所述控制電路7采用CPLD， 是一種復(fù)雜可編程邏輯器件。本實(shí)用新型采用型號為EPM7160S芯片來實(shí)現(xiàn)。所述控制電 路7控制開關(guān)電路Α、開關(guān)電路B以及模擬開關(guān)Α、模擬開關(guān)B的通斷，從而能夠選擇相應(yīng)的 轉(zhuǎn)換積分器通路。同時，該控制電路7還能根據(jù)轉(zhuǎn)換積分器的結(jié)果，控制輸出電路8輸出相 應(yīng)的脈沖輸出。參見圖5，在本實(shí)用新型中所述開關(guān)電路Α、開關(guān)電路B以及模擬開關(guān)Α、模擬開關(guān) B集成在一個四聯(lián)開關(guān)芯片上。每個開關(guān)電路是一邊通過模擬開關(guān)反饋到積分器，另一端通 過二極管接地。參見圖6，圖6是本實(shí)用新型中的恒流源芯片電路，所述恒流源芯片能夠提供穩(wěn)定 的電流。參見圖7，圖7是本實(shí)用新型中的輸出電路，所述控制電路7能夠控制輸出電路產(chǎn) 生脈沖輸出。本實(shí)用新型中的四聯(lián)開關(guān)芯片、恒流源芯片和輸出電路都可以采用市售產(chǎn)品。
權(quán)利要求1.一種基于雙積分器的高精度電流頻率轉(zhuǎn)換電路，其特征在于包括模擬開關(guān)A、模擬 開關(guān)B、直接轉(zhuǎn)換積分器、分流轉(zhuǎn)換積分器、門限電路A、門限電路B、控制電路、輸出電路、開 關(guān)電路A、開關(guān)電路B和恒流源電路，輸入電流通過所述模擬開關(guān)A接所述直接轉(zhuǎn)換積分器 的輸入，所述直接轉(zhuǎn)換積分器的輸出接所述門限電路A的輸入，所述門限電路A的輸出接所 述控制電路，所述控制電路通過控制所述開關(guān)電路A將所述恒流源電路接入所述直接轉(zhuǎn)換 積分器；輸入電流通過所述模擬開關(guān)B接所述分流轉(zhuǎn)換積分器的輸入，所述分流轉(zhuǎn)換積分 器的輸出接所述門限電路B的輸入，所述門限電路B的輸出接所述控制電路，所述控制電路 通過控制所述開關(guān)電路B將所述恒流源電路接入所述分流轉(zhuǎn)換積分器，所述控制電路根據(jù) 輸入電流控制所述模擬開關(guān)A或模擬開關(guān)B通斷。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于雙積分器的高精度電流頻率轉(zhuǎn)換電路，其特征在于 所述直接轉(zhuǎn)換積分器采用結(jié)型或絕緣柵型輸入的運(yùn)放。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于雙積分器的高精度電流頻率轉(zhuǎn)換電路，其特征在于 所述分流轉(zhuǎn)換積分器采用雙極型輸入的運(yùn)放。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于雙積分器的高精度電流頻率轉(zhuǎn)換電路，其特征在于 所述控制電路采用型號為EPM7160S芯片。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于雙積分器的高精度電流頻率轉(zhuǎn)換電路，其特征在于 所述開關(guān)電路A、開關(guān)電路B以及模擬開關(guān)A、模擬開關(guān)B集成在一個四聯(lián)開關(guān)芯片上。
6.如權(quán)利要求1所述的一種基于雙積分器的高精度電流頻率轉(zhuǎn)換電路，其特征在于 所述恒流源電路采用恒流源集成芯片。
專利摘要一種基于雙積分器的高精度電流頻率轉(zhuǎn)換電路，包括模擬開關(guān)A、模擬開關(guān)B、直接轉(zhuǎn)換積分器、分流轉(zhuǎn)換積分器、門限電路A、門限電路B、控制電路、輸出電路、開關(guān)電路A、開關(guān)電路B和恒流源電路。用于自動分流模式電流/頻率轉(zhuǎn)換電路，采用雙積分器結(jié)構(gòu)，同時避免輸入偏置電流和輸入失調(diào)電壓對轉(zhuǎn)換精度的影響，實(shí)現(xiàn)大量程高精度電流/頻率轉(zhuǎn)換。
文檔編號H03K19/00GK201854263SQ201020551468
公開日2011年6月1日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者劉建華, 徐杰, 朱強(qiáng), 梁杰, 王振元, 趙洪利, 郭雙紅, 陳鵬 申請人:航天科工慣性技術(shù)有限公司