火花电流比频率转换器与积分器

文章作者:Stefano Salvatori

设计理念图1雇佣的年代₁Texas Instruments的开关IVC102精密积分器选择单个输入电流或两个输入电流的叠加之间。此功能允许您获得输出信号，其特性与两个输入电流之间的比率直接相关。电路与大多数系统参数无关实现高精度。此外，如果让数字计数器控制基于IVC102的电路，则可以提高准确性（图2.)。在这种情况下，系统的输出是与输入电流比例成比例的BCD(二进制编码十进制)格式的数字，实现了真正的数字转换。

图1:这个电路允许你获得一个输出信号的频率，直接关系到两个输入电流之间的比率。

电路分为两个阶段。当IVC102的输出电压略大于LM311比较器的阈值电压时，第一个相位开始。比较器产生下降沿信号，555单稳态启动脉冲，关闭S₁。在这种情况下，总输入电流I₂-我₁，产生一个负的斜坡，如果我₂大于I₁。在三角形时间段，Δt_一个，积分器的输出电压达到最终电压值。因此，| v_鳍- v_TH| =(我₂-我₁)ΔT_一个/C_㈡，其中C._㈡是IVC102集成电容的值。当555个单稳态的输出脉冲结束时，第二阶段开始：s₁断开，输入电流I₁C放电_㈡。Δt._B为输出电压假定阈值电压的值为C_㈡| V._鳍- v_TH| /我₁，比较器对单稳态生成一个新的触发命令，以启动一个新的周期。操作前方程收益率:我₁/一世₂=ΔT_一个f，其中f =（Δt_一个+ΔT_B)¹。这方程指出，生成的输出信号，脉冲列车，具有频率，f，与i成比例₁/一世₂流动比率。单稳态的精度直接影响系统的精度。相反，积分电容和阈值电压的值如果在1/f时间尺度内至少保持恒定值，则不影响精度。

图2:在图1的电路中，本设计增加了一个BCD计数器，以在七段LED显示器上直接读取数据。

可以提高电路的精度图1通过修改生成常量ΔT的部分_一个采用脉冲。的电路图2.生成一个ΔT_一个-宽脉冲使用三个HCF40110 BCD计数器。当第三个计数器产生进位1000/f_CK秒的时间。在图2.，一个set/reset触发器控制S₁带有施密特触发输入的74HC14十六进制逆变器产生重新初始化系统的脉冲。对测量周期的简要描述如下。当IVC102的输出电压大于阈值电压时，连接到第一个HCF40110的切换输入的INH(抑制)信号抑制计数。同时，比较器输出的负向边缘产生约10µsec的负向脉冲，锁存输出处计数器的值，以显示实际结果。在这一步之后，一个负脉冲设置SR触发器关闭S₁。一个相应的正脉冲复位计数器。40110s的锁存使能线系高，所以计数器的重置不会影响显示的值。当复位脉冲结束，比较器输出变高时，HCF40110s可以计数。当第三个计数器产生进位(负脉冲)时，第1000个时钟周期已经过去，SR触发器复位为打开S₁。周期结束于比较器输出的下一个下降边。这段时间我₂-我₁指控C_㈡是N_一个/ f_CK(N_一个=1000)， I₁要求的放电是N_B/ f_CK。操纵与集成器相关的关系产生我₂/一世₁= n / n_一个N, N =_一个+ N._B。

本文是由编辑选择重新发布的设计理念。它是在2007年5月24日在EDN.com上发布的。