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一种新的高精度电流/频率转换电路逻辑控制方法

汪金华 刘嘉 庄永河 杨杨 李鸿高

汪金华,刘嘉,庄永河,等.一种新的高精度电流/频率转换电路逻辑控制方法[J]. 微电子学与计算机,2023,40(6):85-89 doi: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2022.0432
引用本文: 汪金华,刘嘉,庄永河,等.一种新的高精度电流/频率转换电路逻辑控制方法[J]. 微电子学与计算机,2023,40(6):85-89 doi: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2022.0432
WANG J H,LIU J,ZHUANG Y H,et al. A new logic control method of the high precision current/frequency converter[J]. Microelectronics & Computer,2023,40(6):85-89 doi: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2022.0432
Citation: WANG J H,LIU J,ZHUANG Y H,et al. A new logic control method of the high precision current/frequency converter[J]. Microelectronics & Computer,2023,40(6):85-89 doi: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2022.0432

一种新的高精度电流/频率转换电路逻辑控制方法

doi: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2022.0432
基金项目: 国防科技重点研发项目(1905WX0006)
详细信息
    作者简介:

    汪金华:男,(1982-),硕士,高级工程师. 研究方向为高精度信号测量电路. E-mail:jinhuaw@mail.ustc.edu.cn

    刘嘉:男,(1987-),硕士,高级工程师. 研究方向为高精度信号测量电路

    庄永河:男,(1974-),硕士,研究员. 研究方向为测控电路

    杨杨:男,(1980-),本科,高级工程师. 研究方向为信号转换电路

    李鸿高:男,(1964-),本科,研究员. 研究方向为数模混合集成电路

  • 中图分类号: TN402

A new logic control method of the high precision current/frequency converter

  • 摘要:

    电流/频率转换器主要是对加速度计输出电流进行高精度测量,典型展宽复位电荷平衡式电流/频率转换器的逻辑控制方法对精度影响较大. 针对典型逻辑控制方法的不足,提出了一种新的逻辑控制方法. 电路积分器输出通过一级D触发器作为比较电路实现模拟数字转换输出,然后通过二级D触发器和与门形成的自锁电路产生计数器启动触发脉冲,最后通过计数器电路计数形成开关控制逻辑. 新方法避免了典型方法中对积分时间的约束,减小了大电流输入和小电流输入时积分器输出波形的平均值差异,从而有效提高了电路精度. 对同一个硬件电路通过编写不同的CPLD算法程序进行性能对比测试,结果表明新的方法比典型的方法使电路精度得到明显提升.

     

  • 图 1  电荷平衡式I/F转换电路方框图

    Figure 1.  Block diagram of charge balance I/F converter

    图 2  典型的展宽复位逻辑电路

    Figure 2.  Logic circuit of traditional extended width reset

    图 3  典型的展宽复位逻辑控制不同电流输入下积分器输出波形

    Figure 3.  The integrator output waveform of typical extended width reset Control logic in different current input

    图 4  积分器等效模型

    Figure 4.  The equivalent model of the integrator

    图 5  新的展宽逻辑控制电路

    Figure 5.  Control logic circuit of new extended width reset

    图 6  新的方法大小输入电流下积分器输出波形

    Figure 6.  The waveform of the new method of small current and large current input

    图 7  新的方法在大电流下的波形

    Figure 7.  The waveform of the new method of large current

    表  1  产品测试数据

    Table  1.   The testing data of the product

    输入电流/ mA典型方法输出频率/Hz新的方法输出频率/Hz
    15192.25192.31
    525960.625961.89
    1051921.651923.97
    1577882.577885.57
    25129812.4129811.16
    35181738.8181734.14
    42218084.9218080.42
    非线性度3.6×10−57.9×10−6
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  • 收稿日期:  2022-07-19
  • 修回日期:  2022-10-11

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