【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及i/f轉(zhuǎn)換電路，特別是涉及一種時分復(fù)用的i/f轉(zhuǎn)換電路。
技術(shù)介紹
1、i/f轉(zhuǎn)換電路廣泛應(yīng)用于慣性導(dǎo)航領(lǐng)域，采集加速度計輸出的電流信號，將電流信號轉(zhuǎn)換為頻率信號。當加表輸出為正電流時，i/f轉(zhuǎn)換電路正通道輸出頻率，當加表輸出負電流時，i/f轉(zhuǎn)換電路輸出負頻率。i/f轉(zhuǎn)換電路對加表輸出有著高靈敏度的響應(yīng)越快，則i/f轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的靈敏度、分辨率就越高，這對慣性導(dǎo)航的實時性有著重要意義。
2、i/f轉(zhuǎn)換電路是建立在電荷平衡原理基礎(chǔ)之上的一種高精度轉(zhuǎn)換電路，把模擬電流量轉(zhuǎn)換為頻率脈沖量。電荷積分后導(dǎo)致輸出電壓由零變高，或者拉低。當?shù)竭_高門限或低門限時，進行反饋，同時輸出一個脈沖。現(xiàn)i/f轉(zhuǎn)化電路主要有兩種設(shè)計方案：
3、第一種是傳統(tǒng)i/f轉(zhuǎn)換電路，由積分電路、門限電路、fpga控制電路、恒流源電路組成，其中門限電路為雙門限，分別是上門限和下門限。受限于門限數(shù)量，這種i/f轉(zhuǎn)換電路的分辨率較低。
4、第二種i/f轉(zhuǎn)換電路，在門限電路引入了a/d，對門限數(shù)量進行了細分，通過這種方式，可將i/f轉(zhuǎn)換電路分辨率提高。缺點在于，對于常見的3路i/f轉(zhuǎn)換電路，需要引入3個ad芯片，且在3個ad的輸入端了給3個ad合適的輸入電壓范圍，還需要在3個ad前端各增加一個信號調(diào)理電路，這將增加電路的成本及復(fù)雜程度。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)解決的技術(shù)問題在于，提供了一種時分復(fù)用的i/f轉(zhuǎn)換電路，能夠?qū)崿F(xiàn)原多路ad轉(zhuǎn)換芯片和信號調(diào)理電路才能實現(xiàn)的功能，降低
2、一種時分復(fù)用的i/f轉(zhuǎn)換電路，包括積分電路、門限電路、控制電路、恒流源、開關(guān)電路、時鐘電路、輸出電路，其特征在于，還包括多路模擬開關(guān)和ad轉(zhuǎn)換芯片，多路積分電路分別與多路模擬開關(guān)中各個通道連接；控制電路的fpga對多路模擬開關(guān)進行實時控制，切換著多路模擬開關(guān)的各個通道，使積分后端電壓和ad前端調(diào)理電路進行輪換；ad轉(zhuǎn)換芯片在對應(yīng)通道導(dǎo)通的時間內(nèi)能完成信號的采集和轉(zhuǎn)換。
3、進一步地，多路模擬開關(guān)具有3個通道。
4、進一步地，當反饋周期設(shè)置為128k，且在128k的時間內(nèi)需要對三通道來回進行切換，ad轉(zhuǎn)換芯片和每個通道積分輸出的連接時間為2.6us，在這2.6us的時間里，ad轉(zhuǎn)換芯片對此時接通的通道進行采樣、量化，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出到控制電路。
5、進一步地，控制電路的fpga實現(xiàn)時分控制邏輯，對三路積分電壓信號進行錯位循環(huán)導(dǎo)通；控制ad轉(zhuǎn)換芯片實現(xiàn)采樣，并讀取ad轉(zhuǎn)換芯片采樣數(shù)據(jù)；對ad轉(zhuǎn)換芯片采樣得到的電壓數(shù)字量進行和預(yù)設(shè)門限電壓閾值對比；控制恒流源反饋。
6、進一步地，fpga對ad轉(zhuǎn)換芯片量化結(jié)果進行分析，并將電壓值與預(yù)設(shè)的門限電壓vth1，vth2，vth3，vth4，vth5，vth6，vth7，vth8進行比較，當積分電壓低于當前所比較的門限電壓時，輸出為0，當高于當前所比較的門限電壓時輸出為ad(n)，n＝1～8，此時輸出脈沖個數(shù)為當前采樣結(jié)果與前一次采樣結(jié)果的差值；當積分電壓高于門限電壓vth8時，電路進入反饋階段，令ad(n)的值保持為0，直到反饋階段結(jié)束；輸出脈沖的個數(shù)為預(yù)設(shè)門限電壓閾值個數(shù)8與上一ad轉(zhuǎn)換芯片采樣結(jié)果的輸出差值；下一周期則重復(fù)上述過程。
7、本專利技術(shù)設(shè)計的時分復(fù)用的i/f轉(zhuǎn)換電路，通過時分復(fù)用技術(shù)，用一路多通道模擬開關(guān)配一個ad轉(zhuǎn)換芯片和一個調(diào)理電路，通過對多路電壓時分錯位采樣及反饋。實現(xiàn)原多路ad和信號調(diào)理電路才能實現(xiàn)的功能，降低了電路的成本及復(fù)雜程度。
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1.一種時分復(fù)用的I/F轉(zhuǎn)換電路，包括積分電路、門限電路、控制電路、恒流源、開關(guān)電路、時鐘電路、輸出電路，其特征在于，還包括多路模擬開關(guān)和AD轉(zhuǎn)換芯片，多路積分電路分別與多路模擬開關(guān)中各個通道連接；控制電路的FPGA對多路模擬開關(guān)進行實時控制，切換著多路模擬開關(guān)的各個通道，使積分后端電壓和AD前端調(diào)理電路進行輪換；AD轉(zhuǎn)換芯片在對應(yīng)通道導(dǎo)通的時間內(nèi)能完成信號的采集和轉(zhuǎn)換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種時分復(fù)用的I/F轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，多路模擬開關(guān)具有3個通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種時分復(fù)用的I/F轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，當反饋周期設(shè)置為128K，且在128K的時間內(nèi)需要對三通道來回進行切換，AD轉(zhuǎn)換芯片和每個通道積分輸出的連接時間為2.6us，在這2.6us的時間里，AD轉(zhuǎn)換芯片對此時接通的通道進行采樣、量化，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出到控制電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種時分復(fù)用的I/F轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，控制電路的FPGA實現(xiàn)時分控制邏輯，對三路積分電壓信號進行錯位循環(huán)導(dǎo)通；控制AD轉(zhuǎn)換芯片實現(xiàn)采樣，并讀取AD轉(zhuǎn)換芯片采樣數(shù)據(jù)；對AD
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種時分復(fù)用的I/F轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，F(xiàn)PGA對AD轉(zhuǎn)換芯片量化結(jié)果進行分析，并將電壓值與預(yù)設(shè)的門限電壓Vth1，Vth2，Vth3，Vth4，Vth5，Vth6，Vth7，Vth8進行比較，當積分電壓低于當前所比較的門限電壓時，輸出為0，當高于當前所比較的門限電壓時輸出為AD(n)，n＝1～8，此時輸出脈沖個數(shù)為當前采樣結(jié)果與前一次采樣結(jié)果的差值；當積分電壓高于門限電壓Vth8時，電路進入反饋階段，令A(yù)D(n)的值保持為0，直到反饋階段結(jié)束；輸出脈沖的個數(shù)為預(yù)設(shè)門限電壓閾值個數(shù)8與上一AD轉(zhuǎn)換芯片采樣結(jié)果的輸出差值；下一周期則重復(fù)上述過程。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種時分復(fù)用的i/f轉(zhuǎn)換電路，包括積分電路、門限電路、控制電路、恒流源、開關(guān)電路、時鐘電路、輸出電路，其特征在于，還包括多路模擬開關(guān)和ad轉(zhuǎn)換芯片，多路積分電路分別與多路模擬開關(guān)中各個通道連接；控制電路的fpga對多路模擬開關(guān)進行實時控制，切換著多路模擬開關(guān)的各個通道，使積分后端電壓和ad前端調(diào)理電路進行輪換；ad轉(zhuǎn)換芯片在對應(yīng)通道導(dǎo)通的時間內(nèi)能完成信號的采集和轉(zhuǎn)換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種時分復(fù)用的i/f轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，多路模擬開關(guān)具有3個通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種時分復(fù)用的i/f轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，當反饋周期設(shè)置為128k，且在128k的時間內(nèi)需要對三通道來回進行切換，ad轉(zhuǎn)換芯片和每個通道積分輸出的連接時間為2.6us，在這2.6us的時間里，ad轉(zhuǎn)換芯片對此時接通的通道進行采樣、量化，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出到控制電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種時分...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李鐵成，葉青，張鵬，段妮妮，張洋，王紹琪，孫景雷，張秋月，姜華，
申請(專利權(quán))人：航天科工慣性技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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