[發明專利]一種差分型電路結構的電流采集轉換方法

在審

• 申請號: 202210041341.8
• 申請日: 2022-01-14
• 公開（公告）號: CN114384299A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 云建軍;劉建;邱寶良;付博
• 申請（專利權）人: 北京神導科技股份有限公司
• 主分類號: G01R17/20
• 分類號: G01R17/20;G01R19/00
• 代理公司: 北京巨弘知識產權代理事務所(普通合伙) 11673
• 代理人: 張婧

本發明提供一種差分型電路結構的電流采集轉換方法，將加速度計電流通道輸出的電流信號依次通過差分轉換電路和數字緩存器進行電容積分、差分轉換的采樣以及數模轉換緩存后得到當前時刻正積分脈沖和當前時刻負積分脈沖，并隨著時間累加得到累加正積分脈沖和累加負積分脈沖；數字緩存器判斷采樣時間并輸出得到脈沖計數值A和脈沖計數值B并相減后獲得當前采樣時間的電流C：C＝A?B。本發明以差分型電流采集轉換方法代替傳統積分電容采集電流轉換方法，可滿足電流采集信號連續不丟失、有效消除積分電容零位溫漂、抗干擾能力強、分辨率高、電路結構簡單體積小功率低，生產調試容易等要求。

技術領域

本發明涉及傳輸技術領域，具體涉及一種差分型電路結構的電流采集轉換方法。

背景技術

大部分慣性導航系統中采用的加速度計輸出的是模擬電流信號，需要通過IF轉換后才能給導航計算機進行導航解算。

現有的電流采集轉換，主要為傳統型電流采集轉換電路，主要包括電流積分器、邏輯判斷與控制電路(由比較器和邏輯觸發電路組成)、雙極性開關電路、恒流源、頻標和輸出電路，其工作原理為：將加速度計輸出的電流信號通過電荷平衡原理實現模擬信號轉換為頻率信號，通過頻率計器的計數得到待測的加速度信號。

傳統型電流采集轉換電路具有信號連續，不丟失信號，接口簡單方便等優點，但存在分辨率低、積分電容易受溫漂影響，功耗大,體積大，生產調試不方便的缺點。

發明內容

本發明是為了解決傳統型電流采集轉換電路分辨率低、易受溫漂影響等問題，提供一種差分型電路結構的電流采集轉換方法，以差分型電流采集轉換方法代替傳統積分電容采集電流轉換方法，可滿足電流采集信號連續不丟失、有效消除積分電容零位溫漂、抗干擾能力強、分辨率高、電路結構簡單體積小功率低，生產調試容易等要求。

本發明提供一種差分型電路結構的電流采集轉換方法，包括以下步驟：

S1、將加速度計電流通道輸出的電流信號依次通過差分轉換電路和數字緩存器進行電容積分、差分轉換的采樣以及模數轉換緩存后得到當前時刻正積分脈沖和當前時刻負積分脈沖，并隨著時間累加得到累加正積分脈沖和累加負積分脈沖；

S2、數字緩存器判斷采樣時間是否達到預設時間，如果是，則進入步驟S3，如果否，則返回步驟S1；

S3、數字緩存器將累加正積分脈沖和累加負積分脈沖分別輸出至A計數器、B計數器得到脈沖計數值A和脈沖計數值B，然后分別輸出至減法器，減法器將脈沖計數值A與脈沖計數值B相減獲得當前采樣時間的電流C：C＝A-B；

S4、返回步驟S1繼續進行下一周期的采樣，直至電流采集轉換完畢。

本發明所述的一種差分型電路結構的電流采集轉換方法，作為優選方式，步驟S1包括：

S11、加速度計的電流通道輸出電流信號IX/IY/IZ至差分轉換電路；

S12、差分轉換電路中與反向放大器并聯的反饋電容將電流信號IX/IY/IZ進行采樣后進行電流積分，反饋電容兩端的電壓隨著電流積分電荷累積發生變化，再經運算放大器比較，產生電平翻轉，生成模擬脈沖信號輸出至數字緩存器；

S13、數字緩存器將模擬脈沖信號轉化為數字脈沖信號并緩存當前時刻正積分脈沖和當前時刻負積分脈沖；

S15、隨著時間累加得到累加正積分脈沖和累加負積分脈沖。

本發明所述的一種差分型電路結構的電流采集轉換方法，作為優選方式，步驟S1中，采樣頻率為1kHz，采樣間隔時間為0.001s。

本發明所述的一種差分型電路結構的電流采集轉換方法，作為優選方式，步驟S3中，脈沖計數值A為所有采樣到的加速度計電流值的差分正累加值，

A＝pos_reg；