[发明专利]实现电压频率转换电路的数字化方法

说明书

实现电压频率转换电路的数字化方法，包括模拟数字转换器、现场可编程逻辑门阵列、数字信号处理器和加速度计，现场可编程逻辑门阵列包括累加器、芯片控制器、脉冲信号发生器、数据总线和地址总线，模拟数字转换器将加速度计输出的模拟信号转换数字量并发送现场可编程逻辑门阵列，数字信号处理器采集现场可编程逻辑门阵列接受的数字量，根据数字量计算出脉冲频率值，根据脉冲频率值计算出累加器的步长值，累加器进行累加步长值超过阀值时，脉冲信号发生器产生脉冲信号，从而实现电压频率与电路的数字化转换，具有稳定性，适应性，经过误差校准等算法后，准确度高。

技术领域

本发明涉及嵌入式应用领域，具体涉及实现电压频率转换电路的数字化方法。

背景技术

目前，电压频率转换电路多采用模拟电路的方式设计实现，将电压信号通过电荷平衡的原理转换成脉冲信号。该方法不仅电路复杂，体积大，调试过程耗时长，不具备更改的灵活性，而且精度会受到恒流源精度、逻辑电路的开关时间、积分电容及开关管漏电流等因素的影响。

发明内容

为解决上述现有技术的缺陷，本发明提供实现电压频率转换电路的数字化方法。

本发明的技术方案是：实现电压频率转换电路的数字化方法，包括模拟数字转换器、现场可编程逻辑门阵列、数字信号处理器和加速度计，所述现场可编程逻辑门阵列包括累加器、芯片控制器、脉冲信号发生器、数据总线和地址总线，所述加速度计与所述模拟数字转换器连接，所述模拟数字转换器与所述现场可编程逻辑门阵列连接，所述现场可编程逻辑门阵列与所述数字信号处理器连接，实现电压频率与电路的数字化转换，其步骤包括：

S1.芯片控制器控制模拟数字转换器采集加速度计的模拟信号，模拟数字转换器将加速度计输出的模拟信号转换数字量并通过SPI接口发送至现场可编程逻辑门阵列，数字信号处理器通过数据总线和地址总线定时采集现场可编程逻辑门阵列接受的数字量；

S2.数字信号处理器根据加速度计的数字量以及下述公式计算脉冲频率：

f＝D*K_a*K_p；

其中f为脉冲频率，D为模拟数字转化器的输出数字量，K_a为模拟数字转化器的输出数字量D与加速度计值之间的刻度因数，K_p为加速度计值与脉冲频率的刻度因数；

S3.数字信号处理器再根据得到脉冲频率的值以及下述公式计算累加器的步长：

其中S_t为步长，T_h为阈值，f_c为时钟频率；

S4.数字信号处理器再将步长数据通过数据总线和地址总线发送至现场可编程逻辑门阵列,累加器下按步长自增，当累加器的步长值达到或超过阈值时，脉冲信号发生器产生一个时钟宽度的脉冲信号，现场可编程逻辑门阵列输出该脉冲信号。

优选的，现场可编程逻辑门阵列中的阀值为正负两个阀值。

本发明的有益效果：模拟数字转换器将加速度计输出的模拟信号转换数字量并发送现场可编程逻辑门阵列，数字信号处理器采集现场可编程逻辑门阵列接受的数字量，根据数字量计算出脉冲频率值，根据脉冲频率值计算出累加器的步长值，累加器进行累加步长值超过阀值时，脉冲信号发生器产生脉冲信号，从而实现电压频率与电路的数字化转换，具有稳定性，适应性，经过误差校准等算法后，准确度高。

附图说明

图1为本发明的模块示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。