本發(fā)明涉及一種電流/頻率轉(zhuǎn)換方法，具體涉及一種慣性導(dǎo)航領(lǐng)域的高分辨率電流/頻率轉(zhuǎn)換方法。
背景技術(shù)：
電流/頻率轉(zhuǎn)換電路主要用于慣性導(dǎo)航領(lǐng)域，也稱I/F轉(zhuǎn)換電路，其主要功能是將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成與之成正比的頻率脈沖信號(hào)，電流/頻率轉(zhuǎn)換電路屬于A/D轉(zhuǎn)換領(lǐng)域。與A/D轉(zhuǎn)換電路相比，電流/頻率轉(zhuǎn)換電路無(wú)累積誤差、測(cè)量精度高，但其分辨率較低。
電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的分辨率指標(biāo)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)輸出1個(gè)脈沖所對(duì)應(yīng)的輸入電流的大小。
電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的標(biāo)度因數(shù)指標(biāo)定義：電流/頻率轉(zhuǎn)換電路每秒輸出脈沖數(shù)與對(duì)應(yīng)輸入電流值的比例系數(shù)，單位為脈沖每秒每毫安(pulse/s.mA)。
電流/頻率轉(zhuǎn)換電路的標(biāo)度因數(shù)越大，分辨率指標(biāo)越高。傳統(tǒng)的電流/頻率轉(zhuǎn)換電路，其量程通常在±10mA～±40mA之間，工作時(shí)鐘通常為256kHz，標(biāo)度因數(shù)通常在6400pulse/s.mA～25600pulse/s.mA之間，1pulse/s對(duì)應(yīng)的輸入電流約在39nA～156nA之間。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種高分辨率電流/頻率轉(zhuǎn)換電路，在保證轉(zhuǎn)換量程的前提下，能夠增大標(biāo)度因數(shù)、提高分辨率指標(biāo)。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種高分辨率電流/頻率轉(zhuǎn)換電路，它包括積分電路、正低門限比較電路、正高門限比較電路、負(fù)低門限比較電路、負(fù)高門限比較電路、控制電路、開(kāi)關(guān)電路、正小恒流源電路、正大恒流源電路、負(fù)小 恒流源電路、負(fù)大恒流源電路、輸出電路，其中，積分電路輸出至正低門限比較電路、正高門限比較電路、負(fù)低門限比較電路和負(fù)高門限比較電路，正低門限比較電路、正高門限比較電路、負(fù)低門限比較電路和負(fù)高門限比較電路輸出至控制電路，控制電路輸出至開(kāi)關(guān)電路和輸出電路，正小恒流源電路、正大恒流源電路、負(fù)小恒流源電路和負(fù)大恒流源電路分別輸入至開(kāi)關(guān)電路，開(kāi)關(guān)電路輸入至積分電路。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，保證±10mA～±40mA量程前提下，256kHz基本工作時(shí)鐘頻率下，標(biāo)度因數(shù)最大可達(dá)102400pulse/s.mA～409600pulse/s.mA之間，1pulse/s對(duì)應(yīng)的輸入電流約在2.4nA～9.8nA之間，分辨率指標(biāo)最高可提高16倍。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明所提供的一種高分辨率電流/頻率轉(zhuǎn)換電路示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)介紹：
如圖1所示，一種高分辨率電流/頻率轉(zhuǎn)換電路，它包括積分電路1、正低門限比較電路2、正高門限比較電路3、負(fù)低門限比較電路4、負(fù)高門限比較電路5、控制電路6、開(kāi)關(guān)電路7、正小恒流源電路8、正大恒流源電路9、負(fù)小恒流源電路10、負(fù)大恒流源電路11、輸出電路12，其中，積分電路1輸出至正低門限比較電路2、正高門限比較電路3、負(fù)低門限比較電路4和負(fù)高門限比較電路5，正低門限比較電路2、正高門限比較電路3、負(fù)低門限比較電路4和負(fù)高門限比較電路5輸出至控制電路6，控制電路6輸出至開(kāi)關(guān)電路7和輸出電路12，正小恒流源電路8、正大恒流源電路9、負(fù)小恒流源電路10和負(fù)大恒流源電路11分別輸入至開(kāi)關(guān)電路7，開(kāi)關(guān)電路7輸入至積分電路1。
當(dāng)正電流輸入到積分電路1時(shí)，積分電路1開(kāi)始積分，當(dāng)積分電路1的 輸出電壓超過(guò)正低門限比較電路2的參考電壓時(shí)，控制電路6控制開(kāi)關(guān)電路7接通負(fù)小恒流源電路10，反饋到積分電路1；每反饋一次，控制電路6控制輸出電路12輸出一個(gè)正脈沖。如果正輸入電流值小于或等于負(fù)小恒流源電路10的電流絕對(duì)值，則積分電路1的輸出平衡在正低門限比較電路2的參考電壓附近；如果正輸入電流值大于負(fù)小恒流源電路10的電流絕對(duì)值，則積分電路1的輸出無(wú)法平衡在正低門限比較電路2的參考電壓附近，向正高門限比較電路3的參考電壓過(guò)渡；當(dāng)積分電路1的輸出電壓超過(guò)正高門限比較電路3的參考電壓時(shí)，控制電路6控制開(kāi)關(guān)電路7同時(shí)接通負(fù)小恒流源電路10、負(fù)大恒流源電路11，反饋到積分電路1，每反饋一次，控制電路6控制輸出電路12輸出一串正脈沖；負(fù)大恒流源電路11的電流值設(shè)置為負(fù)小恒流源電路10的電流值的整數(shù)倍，倍數(shù)范圍1～15，以15倍為例，負(fù)小恒流源電路10、負(fù)大恒流源電路11每同時(shí)反饋一次，則控制電路6控制輸出電路12輸出十六個(gè)正脈沖，即十六倍頻輸出。
當(dāng)負(fù)電流輸入到積分電路1時(shí)，積分電路1開(kāi)始積分，當(dāng)積分電路1的輸出電壓超過(guò)負(fù)低門限比較電路4的參考電壓時(shí)，控制電路6控制開(kāi)關(guān)電路7接通正小恒流源電路8，反饋到積分電路1；每反饋一次，控制電路6控制輸出電路12輸出一個(gè)負(fù)脈沖。如果負(fù)輸入電流絕對(duì)值小于或等于正小恒流源電路8的電流值，則積分電路1的輸出平衡在負(fù)低門限比較電路4的參考電壓附近；如果負(fù)輸入電流絕對(duì)值大于正小恒流源電路8的電流值，則積分電路1的輸出無(wú)法平衡在負(fù)低門限比較電路4的參考電壓附近，向負(fù)高門限比較電路5的參考電壓過(guò)渡；當(dāng)積分電路1的輸出電壓超過(guò)負(fù)高門限比較電路5的參考電壓時(shí)，控制電路6控制開(kāi)關(guān)電路7同時(shí)接通正小恒流源電路8、正大恒流源電路9，反饋到積分電路1，每反饋一次，控制電路6控制輸出電路12輸出一串負(fù)脈沖；正大恒流源電路9的電流值設(shè)置為正小恒流源電路8的電流值的整數(shù)倍，倍數(shù)范圍1～15，以15倍為例，正小恒流源電路8、正大 恒流源電路9每同時(shí)反饋一次，則控制電路6控制輸出電路12輸出十六個(gè)負(fù)脈沖，即十六倍頻輸出。
按照上述實(shí)施例，在轉(zhuǎn)換量程±10mA、工作時(shí)鐘頻率256kHz情況下，標(biāo)度因數(shù)可達(dá)409600pulse/s.mA，1pulse/s對(duì)應(yīng)的輸入電流約2.4nA；在轉(zhuǎn)換量程±40mA、工作時(shí)鐘頻率256kHz情況下，標(biāo)度因數(shù)可達(dá)102400pulse/s.mA，1pulse/s對(duì)應(yīng)的輸入電流約9.8nA。分辨率指標(biāo)最高可提高16倍。