專利名稱：一種對電壓/頻率轉換電路進行數字式線性度補償的電路的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于補償電路，具體涉及一種對電壓/頻率轉換電路進行數字式線性度補償的電路。
背景技術：
電壓/頻率轉換電路從原理上可分為電荷平衡電路，反饋基準電流源電路，同步邏輯控制電路等三個基本的功能模塊。電荷平衡電路的主要組成部分是積分器；同步邏輯控制電路的主要功能是提供基準頻率，檢測積分器的輸出電壓，據此確定反饋電流的極性與反饋時間；反饋基準電流源作為電壓/頻率轉換的電流砝碼。電壓/頻率轉換電路的工作原理是當電路有電壓信號輸入時，輸入電壓通過積分電阻以電流形式加到積分器輸入端，積分器輸出電壓開始增長。當積分器的輸出電壓值超過設定的門檻電壓時，在同步邏輯控制電路的作用下引入與積分器輸入電壓極性相反的反饋基準電流，此電流直接加到積分運放的反相輸入端。這種狀態下，積分器對同時加到其輸入端的待轉換電流和反饋基準電流的和進行積分，使積分器的輸出電壓值降低到門檻電壓以下。同步邏輯控制電路檢測到積分器輸出電壓低于門檻電壓后，將關閉反饋基準電流通道，在待轉換電流的單獨作用下，積分器輸出電壓又開始增長，并超過門檻電壓。以上兩個過程周而復始，以保證積分器的輸出電壓圍繞設定的門檻電壓上下變化。單位時間內引入反饋基準電流的次數即為電壓/頻率轉換電路的輸出頻率。標度因數非線性度是電壓/頻率轉換電路的重要技術指標之一，它反映了電壓/頻率轉換電路在轉換量程范圍內，對應不同的輸入電壓，電路標度因數的不一致性。電壓/頻率轉換電路的線性度補償是通過對反饋基準電流源進行補償，即補償電壓/頻率轉換電路的電流砝碼來實現的。
發明內容本實用新型針對現有技術的缺陷，提供一種對電壓/頻率轉換電路進行數字式線性度補償的電路。發明內容一種對電壓/頻率轉換電路進行數字式線性度補償的電路，包括六位二進制計數/分頻器(I)、六輸入與門(2)、二輸入與門(3);六位二進制計數/分頻器(I)的輸出分別與六輸入與門(2)和六十四組六輸入與門陣列(4)連接；六十四組六輸入與門陣列(4)的輸出與六十四選一數據選擇器(7)連接；六輸入與門(2)的輸出分別與二輸入與門(3)和六位鎖存器(6)連接；二輸入與門(3)的輸出分別與六位二進制計數/分頻器(5)和D觸發器(8)連接；六位二進制計數/分頻器(5)的輸出與六位鎖存器(6)連接；六位鎖存器(6)的輸出與六十四選一數據選擇器(7)連接；六十四選一數據選擇器(7)的輸出與D觸發器(8)連接；D觸發器(8)的輸出與電阻器(9)連接；電阻器(9)的輸出分別與電阻器
(10)和電容器(11)連接；電阻器(10)的輸出與反饋基準電流源(12)連接。本實用新型的效果是一種能夠補償電壓/頻率轉換電路標度因數非線性的數字式補償電路，通過對電壓/頻率轉換電路的輸出頻率進行測量，根據測得的頻率值，選取匹配的補償參數，生成相應占空比的PWM波作為補償波形，補償波形經低通濾波后，轉換為直流電壓量，該電壓量通過補償電阻器轉換為補償電流并聯接入反饋基準電流源，用以調整反饋電流的幅度，從而達到改變電壓/頻率轉換電路的輸出頻率，對電壓/頻率轉換電路進行線性度補償的目的。
圖1本新型提供電路的電路結構示意圖。圖2周期性信號PA、PB波形圖。圖3占空比為63/128的補償波形圖。1.六位二進制計數/分頻器；2.六輸入與門；3. 二輸入與門；4.六十四組六輸入與門陣列；5.六位二進制計數/分頻器；6.六位鎖存器；7.六十四選一數據選擇器；8.D觸發器；9.電阻器；10.電阻器；11.電容器；12.反饋基準電流源。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本新型做進一步說明。如附圖1所示，一種對電壓/頻率轉換電路進行數字式線性度補償的電路，包括六位二進制計數/分頻器1、六輸入與門2、二輸入與門3 ;六位二進制計數/分頻器I的輸出分別與六輸入與門2和六十四組六輸入與門陣列4連接；六十四組六輸入與門陣列4的輸出與六十四選一數據選擇器7連接；六輸入與門2的輸出分別與二輸入與門3和六位鎖存器6連接；二輸入與門3的輸出分別與六位二進制計數/分頻器5和D觸發器8連接；六位二進制計數/分頻器5的輸出與六位鎖存器6連接；六位鎖存器6的輸出與六十四選一數據選擇器7連接；六十四選一數據選擇器7的輸出與D觸發器8連接；D觸發器8的輸出與電阻器9連接；電阻器9的輸出分別與電阻器10和電容器11連接；電阻器10的輸出與反饋基準電流源12連接。本發明的工作原理和工作過程如下128kHz的方波信號CP和電壓/頻率轉換電路的輸出頻率FOUT作為一種能夠補償電壓/頻率轉換電路標度因數非線性的數字式補償電路的輸入信號。其中128kHz的方波信號CP經六位二進制計數/分頻器I分頻后得到2kHz 64kHz的方波信號QO Q5。方波信號QO Q5接入六十四組六輸入與門陣列4的輸入引腳，六十四組六輸入與門陣列4中集成了 64個六輸入與門，方波信號QO Q5進行不同的組合，共可得到64種組合方式，分別接入64個六輸入與門的輸入端注只有在QO Ql Q2 Q3 Q4 Q5這一種組合方式下，六輸入與門的六個輸入端分別接QO Q5信號；在其他組合方式下，六輸入與門會有未接QO Q5信號的輸入端，這樣的輸入端均接高電平,64個六輸入與門的輸出信號DO D63作為六十四組六輸入與門陣列4的輸出信號，接入六十四選一數據選擇器7的數據輸入引腳。方波信號QO Q5經六輸入與門2后得到頻率為2kHz，占空比為1/64的周期性信號PB。周期性信號PB和128kHz的方波信號CP經二輸入與門3后得到頻率為2kHz，占空比為1/128的周期性信號PA。電壓/頻率轉換電路的輸出頻率FOUT接入六位二進制計數/分頻器5的計數輸入引腳，二輸入與門3輸出的頻率為2kHz，占空比為1/128的周期性信號PA接入六位二進制計數/分頻器5的復位引腳，此引腳高電平有效。六位二進制計數/分頻器5對電壓/頻率轉換電路的輸出頻率FOUT進行計數，計數器的六位計數輸出信號為AO A5，PA信號以2kHz的頻率對六位二進制計數/分頻器5進行復位、清零，防止計數器飽和。六位二進制計數/分頻器5的六位計數輸出信號AO A5作為六位鎖存器6的輸入信號，六輸入與門2輸出的頻率為2kHz，占空比為1/64的周期性信號PB接入六位鎖存器6的鎖存控制引腳，此引腳上升沿有效。PB信號以2kHz的頻率控制六位鎖存器6對六位二進制計數/分頻器5的六位計數輸出信號AO A5進行鎖存，六位鎖存器6的六位輸出信號為BO B5。由圖2周期性信號PA、PB波形圖可以看出，六位鎖存器6的鎖存控制信號PB信號上升沿早于六位二進制計數/分頻器5的復位信號PA信號高電平，以保證在六位二進制計數/分頻器5復位前對其輸出信號進行鎖存。六位鎖存器6的輸出信號BO B5接入六十四選一數據選擇器7的地址輸入引腳，六十四選一數據選擇器7根據地址選擇信號BO B5對六十四選一數據選擇器7的數據輸入引腳的信號DO D63進行選通,使其中一路信號作為六十四選一數據選擇器7的輸出信號接入D觸發器8的時鐘信號輸入引腳。二輸入與門3輸出的頻率為2kHz，占空比為1/128的周期性信號PA接入D觸發器8的復位引腳，此引腳高電平有效，PA信號以2kHz的頻率對D觸發器8進行復位，D觸發器8的D端輸入引腳接D觸發器8的供電電源，即保持高電平。D觸發器8的Q端輸出為頻率2kHz的周期性信號，在D觸發器8的復位信號PA上升沿到來時，Q端輸出低電平，并一直保持，當D觸發器復位信號PA由高電平變為低電平，即復位結束后，D觸發器8的時鐘信號輸入引腳第一個上升沿到來時，Q端輸出由低電平變為高電平，并保持到D觸發器8的復位信號PA的下一個上升沿到來前。D觸發器8的Q端輸出為頻率2kHz的PWM波，其占空比取決于D觸發器8的輸入時鐘信號。D觸發器8的Q端輸出的PWM波作為補償波形經電阻器9和電容器11低通濾波后，轉換為直流電壓量，該電壓量通過補償電阻器10轉換為補償電流并接入反饋基準電流源12，對反饋基準電流源12進行補償。圖3是占空比為63/128的補償波形圖，此補償波形的產生過程為六十四選一數據選擇器7的地址選擇信號BO B5選通了 D32信號作為輸出，D32信號由六十四組六輸入與門陣列4中的第32個六輸入與門AND32產生，六輸入與門AND32的六個輸入端分別接Q5、VCC、VCC、VCC、VCC、VCC，六輸入與門AND32的輸出即為Q5信號。因此，Q5信號即為D觸發器8的輸入時鐘信號，其決定了 D觸發器8的Q端輸出的補償波形的占空比。
權利要求1.一種對電壓/頻率轉換電路進行數字式線性度補償的電路，其特征在于包括六位二進制計數/分頻器(I)、六輸入與門(2)、二輸入與門(3);六位二進制計數/分頻器(I)的輸出分別與六輸入與門(2)和六十四組六輸入與門陣列(4)連接；六十四組六輸入與門陣列(4)的輸出與六十四選一數據選擇器(7)連接；六輸入與門(2)的輸出分別與二輸入與門(3)和六位鎖存器(6)連接；二輸入與門(3)的輸出分別與六位二進制計數/分頻器(5)和D觸發器(8)連接；六位二進制計數/分頻器(5)的輸出與六位鎖存器(6)連接；六位鎖存器(6)的輸出與六十四選一數據選擇器(7)連接；六十四選一數據選擇器(7)的輸出與D觸發器(8)連接；D觸發器(8)的輸出與電阻器(9)連接；電阻器(9)的輸出分別與電阻器(10)和電容器(11)連接；電阻器(10)的輸出與反饋基準電流源(12)連接。
專利摘要本實用新型屬于補償電路，具體涉及一種對電壓/頻率轉換電路進行數字式線性度補償的電路。它包括六位二進制計數/分頻器；六位二進制計數/分頻器的輸出分別與六輸入與門和六十四組六輸入與門陣列連接；六十四組六輸入與門陣列的輸出與六十四選一數據選擇器連接；六輸入與門的輸出分別與二輸入與門和六位鎖存器連接；二輸入與門的輸出分別與六位二進制計數/分頻器和D觸發器連接；六位二進制計數/分頻器的輸出與六位鎖存器連接；六位鎖存器的輸出與六十四選一數據選擇器連接；六十四選一數據選擇器的輸出與D觸發器連接。本新型的效果是能夠改變電壓/頻率轉換電路的輸出頻率，對電壓/頻率轉換電路進行線性度補償。
文檔編號H03M1/60GK202841103SQ20122030404
公開日2013年3月27日 申請日期2012年6月26日 優先權日2012年6月26日
發明者郭長成, 王蒙, 董建樹, 孫宏超 申請人:北京自動化控制設備研究所