[实用新型]算法补偿型电压-频率转换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体地说，涉及一种惯性导航系统中的电压-频率转换器。 

背景技术

国内主要惯性导航系统用户已经开始使用非线性误差可达1×10^-5级水平、温度系数飘移为3ppm/℃的加速度计和陀螺仪。在惯性导航系统中，电压-频率转换器是与加速度计、陀螺仪同等重要的核心部件，准确地说，所谓运载体的运行精度，实际上主要由加速度计、陀螺仪和电压-频率转换器的整体精度决定的，但国内现有的电压-频率转换器采用模拟技术实现电压信号转换成数字信号，组成电压-频率转换器所用的模拟元器件，其固有特性不理想，造成转换器有一定的转换误差和温度漂移，致使电压-频率转换器的非线性误差在3×10^-4级水平，温度系数飘移在20ppm/℃左右。现有的电压-频率转换器已经不能满足高精度惯性导航系统的需要，成为阻碍惯性导航系统精度的管件瓶颈器件。 

实用新型内容

本实用新型针对现有电压-频率转换器在惯性导航系统中应用时存在的上述问题，提供了一种算法补偿型电压-频率转换器，该转换器的非线性指标可达1×10^-5级，温度漂移指标为1ppm/℃，改善了转换非线性度和温度漂移指标，满足高精度惯性导航系统的需要。 

本实用新型的技术方案：一种算法补偿型电压-频率转换器，该转换器包括多路V/F转换模块、FPGA可编程门电路模块和DSP数字信号处理模块，多路V/F转换模块通过FPGA可编程门电路模块与DSP数字信号处理模块连接；多路V/F转换模块包括六路积分型V/F转换器，相邻两路V/F转换器构成一对，具有相同的输入信号，三对V/F转换器可处理三路输入电压信号，每路V/F转换器均前置多路开关，可分别切换接通输入信号IN、模拟地GNDA和参考电压VRF。 

优选的是，FPGA可编程门电路模块设置有FIFO接口和EMIF接口，FPGA可编程门电路模块通过EMIF接口与DSP数字信号处理模块连接；FPGA可编程门电路模块还设置有通信控制模块，该通信控制模块通过通信接口与外部通信模块连接。 

优选的是，DSP数字信号处理模块连接有用于临时存储数据的FLASH存储芯片。 

本实用新型的有益效果：本实用新型设置有多路V/F转换模块，实现了将模拟电压信号转化为脉冲数字电压信号，且通过FPGA可编程门电路模块和DSP数字信号处理模块对脉冲数字电压信号进行处理并进行算法补偿，其非线性指标可达1×10^-5级，温度漂移指标为1ppm/℃，改善了转换非线性度和温度漂移指标，满足高精度惯性导航系统的需要。 

附图说明

附图1为本实用新型具体实施方式的原理框图。 

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。 

一种算法补偿型电压-频率转换器，该转换器包括多路V/F转换模块、FPGA可编程门电路模块和DSP数字信号处理模块，多路V/F转换模块通过FPGA可编程门电路模块与DSP数字信号处理模块连接；多路V/F转换模块包括六路积分型V/F转换器，相邻两路V/F转换器构成一对，具有相同的输入信号，三对V/F转换器可处理三路输入电压信号，每路V/F转换器均前置多路开关，可分别切换接通输入信号IN、模拟地GNDA和参考电压VRF。 

上述FPGA可编程门电路模块设置有FIFO采集模块和总线接口，FPGA可编程门电路模块通过总线接口与DSP数字信号处理模块连接。上述FIFO采集模块设置有两套数据线，可在一端写操作在另一端进行读操作，数据在其中顺序移动，提高了传输速度和效率，且省去了地址线，有利于PCB板布线。 

为了实现与外部的通信，上述FPGA可编程门电路模块还设置有通信控制模块，该通信控制模块通过通信接口与外部通信模块连接。 

DSP数字信号处理模块连接有用于临时存储数据的FLASH存储芯片。 

工作原理：多路V/F转换模块的每对V/F转换器中的两路交替工作，当一个V/F转换器处于正常转换状态时，另一路V/F转换器处于零点、增益校准状态。通过多路V/F转换模块将输入的电压信号、校准信号转换成脉冲数字信号，电压转换状态与校准状态下的输出脉冲数字信号经FPGA可编程门电路模块传递给DSP数字信号处理模块进行记录和处理，进而对V/F转换进行零点漂移补偿、增益漂移补偿及非线性的补偿，补偿后的信号通过输出单元输出数据给FLASH存储芯片进行存储。