[发明专利]一种频率转电压电路与方法

摘要

本发明涉及一种频率转电压电路，包括频率信号整形电路(1)、可编程逻辑器件(2)、脉宽调制驱动电路(3)、低通滤波器(4)和输出驱动电路(5)。还涉及一种频率转电压方法。使用本发明所述的频率转电压电路与方法，简化了硬件，省略了软件的开发过程，使得产品的研发周期缩短，降低了成本。

主权项

1.一种频率转电压方法，其使用频率转电压电路进行频率与电压的转换，所述频率转电压电路，包括频率信号整形电路(1)、可编程逻辑器件(2)、脉宽调制驱动电路(3)、低通滤波器(4)和输出驱动电路(5)，其中脉宽调制驱动电路(3)由二极管和二阶RC滤波器构成；频率信号输入频率信号整形电路(1)，可编程逻辑器件(2)接收整形后的的频率信号，输出的脉宽调制信号经过脉宽调制驱动电路(3)进行驱动，并经过低通滤波器(4)滤波后，变为直流电压信号，由输出驱动电路(5)输出；其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)可编程逻辑器件在每个频率信号的上升沿时通过可编程逻辑器件的脉宽调制接口输出高电平；2)在固定时长T后，可编程逻辑器件的脉宽调制接口输出低电平，直到下一个频率信号的上升沿又输出高电平；3)根据输出高电平和输出低电平计算输出直流电压信号的值并输出，计算方法为：设频率信号的频率为f，输出高电平为V_H，输出低电平为V_L，则输出直流电压信号的值为：当V_L为0V，V_H、T为固定值时，输出直流电压信号的值与频率成正比；由于实际情况下，V_H的精度能够保证，而V_L在单电源供电情况下，则很难为0V，根据公式①可知，频率越低，则V_L的不准确引入的误差越大；假设V_L为一个确定的值，采用脉宽动态修正方法消除误差；脉宽动态修正方法依据可编程逻辑器件外部设置一个固定值SET来调整系数，当直流电压信号的值偏高时，降低T值来降低电压，设对T的调整量为t，则：V_O＝f·T·V_H＝f·(T‑t)·V_H+[1‑f·(T‑t)]·V_L……②进而得到：在V_L一定的情况下，则为一个固定值，其中为低电平宽度，即需要调整的脉宽长度与低电平宽度是成正比的，那么只要在信号的每个周期获取低电平的宽度，然后等比的得到一个调整系数t，即能够调整高电平的宽度T，根据公式②得到输出直流电压信号的值，使得输出电压与频率成正比。