[发明专利]一种高分辨率电流/频率转换电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电流/频率转换方法，具体涉及一种惯性导航领域的高分辨率电流/频率转换方法。

背景技术

电流/频率转换电路主要用于惯性导航领域，也称I/F转换电路，其主要功能是将电流信号转换成与之成正比的频率脉冲信号，电流/频率转换电路属于A/D转换领域。与A/D转换电路相比，电流/频率转换电路无累积误差、测量精度高，但其分辨率较低。

电流/频率转换电路的分辨率指标定义：单位时间内输出1个脉冲所对应的输入电流的大小。

电流/频率转换电路的标度因数指标定义：电流/频率转换电路每秒输出脉冲数与对应输入电流值的比例系数，单位为脉冲每秒每毫安(pulse/s.mA)。

电流/频率转换电路的标度因数越大，分辨率指标越高。传统的电流/频率转换电路，其量程通常在±10mA～±40mA之间，工作时钟通常为256kHz，标度因数通常在6400pulse/s.mA～25600pulse/s.mA之间，1pulse/s对应的输入电流约在39nA～156nA之间。

发明内容

本发明的目的是提供一种高分辨率电流/频率转换电路，在保证转换量程的前提下，能够增大标度因数、提高分辨率指标。

本发明是这样实现的，一种高分辨率电流/频率转换电路，它包括积分电路、正低门限比较电路、正高门限比较电路、负低门限比较电路、负高门限比较电路、控制电路、开关电路、正小恒流源电路、正大恒流源电路、负小 恒流源电路、负大恒流源电路、输出电路，其中，积分电路输出至正低门限比较电路、正高门限比较电路、负低门限比较电路和负高门限比较电路，正低门限比较电路、正高门限比较电路、负低门限比较电路和负高门限比较电路输出至控制电路，控制电路输出至开关电路和输出电路，正小恒流源电路、正大恒流源电路、负小恒流源电路和负大恒流源电路分别输入至开关电路，开关电路输入至积分电路。

本发明的优点是，保证±10mA～±40mA量程前提下，256kHz基本工作时钟频率下，标度因数最大可达102400pulse/s.mA～409600pulse/s.mA之间，1pulse/s对应的输入电流约在2.4nA～9.8nA之间，分辨率指标最高可提高16倍。

附图说明

图1为本发明所提供的一种高分辨率电流/频率转换电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细介绍：

如图1所示，一种高分辨率电流/频率转换电路，它包括积分电路1、正低门限比较电路2、正高门限比较电路3、负低门限比较电路4、负高门限比较电路5、控制电路6、开关电路7、正小恒流源电路8、正大恒流源电路9、负小恒流源电路10、负大恒流源电路11、输出电路12，其中，积分电路1输出至正低门限比较电路2、正高门限比较电路3、负低门限比较电路4和负高门限比较电路5，正低门限比较电路2、正高门限比较电路3、负低门限比较电路4和负高门限比较电路5输出至控制电路6，控制电路6输出至开关电路7和输出电路12，正小恒流源电路8、正大恒流源电路9、负小恒流源电路10和负大恒流源电路11分别输入至开关电路7，开关电路7输入至积分电路1。

当正电流输入到积分电路1时，积分电路1开始积分，当积分电路1的 输出电压超过正低门限比较电路2的参考电压时，控制电路6控制开关电路7接通负小恒流源电路10，反馈到积分电路1；每反馈一次，控制电路6控制输出电路12输出一个正脉冲。如果正输入电流值小于或等于负小恒流源电路10的电流绝对值，则积分电路1的输出平衡在正低门限比较电路2的参考电压附近；如果正输入电流值大于负小恒流源电路10的电流绝对值，则积分电路1的输出无法平衡在正低门限比较电路2的参考电压附近，向正高门限比较电路3的参考电压过渡；当积分电路1的输出电压超过正高门限比较电路3的参考电压时，控制电路6控制开关电路7同时接通负小恒流源电路10、负大恒流源电路11，反馈到积分电路1，每反馈一次，控制电路6控制输出电路12输出一串正脉冲；负大恒流源电路11的电流值设置为负小恒流源电路10的电流值的整数倍，倍数范围1～15，以15倍为例，负小恒流源电路10、负大恒流源电路11每同时反馈一次，则控制电路6控制输出电路12输出十六个正脉冲，即十六倍频输出。