专利名称：一种对电压/频率转换电路进行数字式线性度补偿的电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于补偿电路，具体涉及一种对电压/频率转换电路进行数字式线性度补偿的电路。
背景技术：
电压/频率转换电路从原理上可分为电荷平衡电路，反馈基准电流源电路，同步逻辑控制电路等三个基本的功能模块。电荷平衡电路的主要组成部分是积分器；同步逻辑控制电路的主要功能是提供基准频率，检测积分器的输出电压，据此确定反馈电流的极性与反馈时间；反馈基准电流源作为电压/频率转换的电流砝码。电压/频率转换电路的工作原理是当电路有电压信号输入时，输入电压通过积分电阻以电流形式加到积分器输入端，积分器输出电压开始增长。当积分器的输出电压值超过设定的门槛电压时，在同步逻辑控制电路的作用下引入与积分器输入电压极性相反的反馈基准电流，此电流直接加到积分运放的反相输入端。这种状态下，积分器对同时加到其输入端的待转换电流和反馈基准电流的和进行积分，使积分器的输出电压值降低到门槛电压以下。同步逻辑控制电路检测到积分器输出电压低于门槛电压后，将关闭反馈基准电流通道，在待转换电流的单独作用下，积分器输出电压又开始增长，并超过门槛电压。以上两个过程周而复始，以保证积分器的输出电压围绕设定的门槛电压上下变化。单位时间内引入反馈基准电流的次数即为电压/频率转换电路的输出频率。标度因数非线性度是电压/频率转换电路的重要技术指标之一，它反映了电压/频率转换电路在转换量程范围内，对应不同的输入电压，电路标度因数的不一致性。电压/频率转换电路的线性度补偿是通过对反馈基准电流源进行补偿，即补偿电压/频率转换电路的电流砝码来实现的。
发明内容本实用新型针对现有技术的缺陷，提供一种对电压/频率转换电路进行数字式线性度补偿的电路。发明内容一种对电压/频率转换电路进行数字式线性度补偿的电路，包括六位二进制计数/分频器(I)、六输入与门(2)、二输入与门(3);六位二进制计数/分频器(I)的输出分别与六输入与门(2)和六十四组六输入与门阵列(4)连接；六十四组六输入与门阵列(4)的输出与六十四选一数据选择器(7)连接；六输入与门(2)的输出分别与二输入与门(3)和六位锁存器(6)连接；二输入与门(3)的输出分别与六位二进制计数/分频器(5)和D触发器(8)连接；六位二进制计数/分频器(5)的输出与六位锁存器(6)连接；六位锁存器(6)的输出与六十四选一数据选择器(7)连接；六十四选一数据选择器(7)的输出与D触发器(8)连接；D触发器(8)的输出与电阻器(9)连接；电阻器(9)的输出分别与电阻器
(10)和电容器(11)连接；电阻器(10)的输出与反馈基准电流源(12)连接。本实用新型的效果是一种能够补偿电压/频率转换电路标度因数非线性的数字式补偿电路，通过对电压/频率转换电路的输出频率进行测量，根据测得的频率值，选取匹配的补偿参数，生成相应占空比的PWM波作为补偿波形，补偿波形经低通滤波后，转换为直流电压量，该电压量通过补偿电阻器转换为补偿电流并联接入反馈基准电流源，用以调整反馈电流的幅度，从而达到改变电压/频率转换电路的输出频率，对电压/频率转换电路进行线性度补偿的目的。
图1本新型提供电路的电路结构示意图。图2周期性信号PA、PB波形图。图3占空比为63/128的补偿波形图。1.六位二进制计数/分频器；2.六输入与门；3. 二输入与门；4.六十四组六输入与门阵列；5.六位二进制计数/分频器；6.六位锁存器；7.六十四选一数据选择器；8.D触发器；9.电阻器；10.电阻器；11.电容器；12.反馈基准电流源。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本新型做进一步说明。如附图1所示，一种对电压/频率转换电路进行数字式线性度补偿的电路，包括六位二进制计数/分频器1、六输入与门2、二输入与门3 ;六位二进制计数/分频器I的输出分别与六输入与门2和六十四组六输入与门阵列4连接；六十四组六输入与门阵列4的输出与六十四选一数据选择器7连接；六输入与门2的输出分别与二输入与门3和六位锁存器6连接；二输入与门3的输出分别与六位二进制计数/分频器5和D触发器8连接；六位二进制计数/分频器5的输出与六位锁存器6连接；六位锁存器6的输出与六十四选一数据选择器7连接；六十四选一数据选择器7的输出与D触发器8连接；D触发器8的输出与电阻器9连接；电阻器9的输出分别与电阻器10和电容器11连接；电阻器10的输出与反馈基准电流源12连接。本发明的工作原理和工作过程如下128kHz的方波信号CP和电压/频率转换电路的输出频率FOUT作为一种能够补偿电压/频率转换电路标度因数非线性的数字式补偿电路的输入信号。其中128kHz的方波信号CP经六位二进制计数/分频器I分频后得到2kHz 64kHz的方波信号QO Q5。方波信号QO Q5接入六十四组六输入与门阵列4的输入引脚，六十四组六输入与门阵列4中集成了 64个六输入与门，方波信号QO Q5进行不同的组合，共可得到64种组合方式，分别接入64个六输入与门的输入端注只有在QO Ql Q2 Q3 Q4 Q5这一种组合方式下，六输入与门的六个输入端分别接QO Q5信号；在其他组合方式下，六输入与门会有未接QO Q5信号的输入端，这样的输入端均接高电平,64个六输入与门的输出信号DO D63作为六十四组六输入与门阵列4的输出信号，接入六十四选一数据选择器7的数据输入引脚。方波信号QO Q5经六输入与门2后得到频率为2kHz，占空比为1/64的周期性信号PB。周期性信号PB和128kHz的方波信号CP经二输入与门3后得到频率为2kHz，占空比为1/128的周期性信号PA。电压/频率转换电路的输出频率FOUT接入六位二进制计数/分频器5的计数输入引脚，二输入与门3输出的频率为2kHz，占空比为1/128的周期性信号PA接入六位二进制计数/分频器5的复位引脚，此引脚高电平有效。六位二进制计数/分频器5对电压/频率转换电路的输出频率FOUT进行计数，计数器的六位计数输出信号为AO A5，PA信号以2kHz的频率对六位二进制计数/分频器5进行复位、清零，防止计数器饱和。六位二进制计数/分频器5的六位计数输出信号AO A5作为六位锁存器6的输入信号，六输入与门2输出的频率为2kHz，占空比为1/64的周期性信号PB接入六位锁存器6的锁存控制引脚，此引脚上升沿有效。PB信号以2kHz的频率控制六位锁存器6对六位二进制计数/分频器5的六位计数输出信号AO A5进行锁存，六位锁存器6的六位输出信号为BO B5。由图2周期性信号PA、PB波形图可以看出，六位锁存器6的锁存控制信号PB信号上升沿早于六位二进制计数/分频器5的复位信号PA信号高电平，以保证在六位二进制计数/分频器5复位前对其输出信号进行锁存。六位锁存器6的输出信号BO B5接入六十四选一数据选择器7的地址输入引脚，六十四选一数据选择器7根据地址选择信号BO B5对六十四选一数据选择器7的数据输入引脚的信号DO D63进行选通,使其中一路信号作为六十四选一数据选择器7的输出信号接入D触发器8的时钟信号输入引脚。二输入与门3输出的频率为2kHz，占空比为1/128的周期性信号PA接入D触发器8的复位引脚，此引脚高电平有效，PA信号以2kHz的频率对D触发器8进行复位，D触发器8的D端输入引脚接D触发器8的供电电源，即保持高电平。D触发器8的Q端输出为频率2kHz的周期性信号，在D触发器8的复位信号PA上升沿到来时，Q端输出低电平，并一直保持，当D触发器复位信号PA由高电平变为低电平，即复位结束后，D触发器8的时钟信号输入引脚第一个上升沿到来时，Q端输出由低电平变为高电平，并保持到D触发器8的复位信号PA的下一个上升沿到来前。D触发器8的Q端输出为频率2kHz的PWM波，其占空比取决于D触发器8的输入时钟信号。D触发器8的Q端输出的PWM波作为补偿波形经电阻器9和电容器11低通滤波后，转换为直流电压量，该电压量通过补偿电阻器10转换为补偿电流并接入反馈基准电流源12，对反馈基准电流源12进行补偿。图3是占空比为63/128的补偿波形图，此补偿波形的产生过程为六十四选一数据选择器7的地址选择信号BO B5选通了 D32信号作为输出，D32信号由六十四组六输入与门阵列4中的第32个六输入与门AND32产生，六输入与门AND32的六个输入端分别接Q5、VCC、VCC、VCC、VCC、VCC，六输入与门AND32的输出即为Q5信号。因此，Q5信号即为D触发器8的输入时钟信号，其决定了 D触发器8的Q端输出的补偿波形的占空比。
权利要求1.一种对电压/频率转换电路进行数字式线性度补偿的电路，其特征在于包括六位二进制计数/分频器(I)、六输入与门(2)、二输入与门(3);六位二进制计数/分频器(I)的输出分别与六输入与门(2)和六十四组六输入与门阵列(4)连接；六十四组六输入与门阵列(4)的输出与六十四选一数据选择器(7)连接；六输入与门(2)的输出分别与二输入与门(3)和六位锁存器(6)连接；二输入与门(3)的输出分别与六位二进制计数/分频器(5)和D触发器(8)连接；六位二进制计数/分频器(5)的输出与六位锁存器(6)连接；六位锁存器(6)的输出与六十四选一数据选择器(7)连接；六十四选一数据选择器(7)的输出与D触发器(8)连接；D触发器(8)的输出与电阻器(9)连接；电阻器(9)的输出分别与电阻器(10)和电容器(11)连接；电阻器(10)的输出与反馈基准电流源(12)连接。
专利摘要本实用新型属于补偿电路，具体涉及一种对电压/频率转换电路进行数字式线性度补偿的电路。它包括六位二进制计数/分频器；六位二进制计数/分频器的输出分别与六输入与门和六十四组六输入与门阵列连接；六十四组六输入与门阵列的输出与六十四选一数据选择器连接；六输入与门的输出分别与二输入与门和六位锁存器连接；二输入与门的输出分别与六位二进制计数/分频器和D触发器连接；六位二进制计数/分频器的输出与六位锁存器连接；六位锁存器的输出与六十四选一数据选择器连接；六十四选一数据选择器的输出与D触发器连接。本新型的效果是能够改变电压/频率转换电路的输出频率，对电压/频率转换电路进行线性度补偿。
文档编号H03M1/60GK202841103SQ20122030404
公开日2013年3月27日 申请日期2012年6月26日 优先权日2012年6月26日
发明者郭长成, 王蒙, 董建树, 孙宏超 申请人:北京自动化控制设备研究所