一类电流频率转换芯片的补偿

电流频率转换器是一种将电流信号按固定比例转换为频率信号的器件,但由于材料,工艺以及模拟信号的离散性致使转换结果存在一定非线性,针对此问题,采用ADI公司的具有24位分辨率的ADuc845对芯片进行补偿。利用Matlab对样本数据进行处理,求出误差规律,并根据误差规律设计补偿算法。由于输入输出电流不满足AD/DA要求,故设计了各种信号调理电路,对信号进行调理,以满足AD转换的要求,最终完成对电流频率转换器的补偿。

电流积分型电流频率转换器的设计

本文介绍了一种电流积分型电流频率转换器的电路设计,设计的电路输入电流范围为±0.5mA~±25mA,输出频率为0~512kHz,在工作温度范围为-55℃^+85℃条件下其非线性度小于0.05%。

一种低功耗电流/频率转换电路零偏补偿方法

电流/频率转换电路主要用于惯导领域中加速度计输出电流测量,目前典型电流/频率转换电路功耗较大,限制了其应用范围。通常采用分流电路进行低功耗电流/频率转换电路设计,但该方式会带来较大零偏误差,影响电路测量精度。对此分析了影响低功耗电流/频率转换电路零偏的原因,提出了一种利用单片机实现零偏补偿的方法,其只需多次烧录程序就可实现迭代补偿,通过对三个典型温度点粗补偿和全温度段精补偿,较便捷地实现了高精度零偏补偿。经过试验验证,设计的产品全温零偏小于0.15 Hz,功耗为典型电路的1/5,具有较高的工程应用价值和良好的市场前景。

单恒流源电流频率转换技术研究

本文设计了一种单恒流源电流频率转换电路,使电路的功耗减小一半,更加小型化,并且具有更好的对称性和精度。提出并从原理上论证了这种单恒流源I/F技术的理论依据,设计出相应的硬件电路,验证其原理的正确性和工程上的可行性。为单恒流源I/F技术的研发,拓展了思路,奠定了基础。

基于PIC单片机的本质安全型电流？频率转换电路设计

针对模拟量传感器的信号输出形式存在多样性的问题，设计了一种基于PIC单片机的本质安全型电流？频率转换电路。该电路采用本安电源供电，将模拟量电流信号经高精度采样电阻接地转换为电压信号并送入PIC单片机的A/D采样口，由软件处理后转换为频率信号。实际应用表明，该电路能满足各种电流型传感器方便接入煤矿安全监控系统的需求。

一种隔离式频率电流转换器的设计

提出一种隔离式频率电流转换器的设计方案。该频率电流转换器采用PIC16F1823单片机采集200～1 000Hz频率信号,通过SPI协议与DA芯片MCP4911通信,将频率信号转换成电压信号,然后通过集成电路AD694将电压信号线性转换为标准的4～20mA电流信号。工业测试结果表明,该频率电流转换器的数据采集精度可达0.5级,误差范围小于±0.5%,满量程工作时电流为26.8±0.2mA,最低功耗仅为450mW。

基于PIC单片机的本质安全型电流-频率转换电路设计

针对模拟量传感器的信号输出形式存在多样性的问题,设计了一种基于PIC单片机的本质安全型电流-频率转换电路。该电路采用本质安全电源供电,将模拟量电流信号经高精度采样电阻接地转换为电压信号并送入PIC单片机的A/D采样口,由软件处理后转换为频率信号。实际应用表明,该电路能满足各种电流型传感器方便接入煤矿安全监控系统的需求。

低温漂弱电流-频率转换电路的设计和实现

介绍了弱电流-频率转换电路的工作原理,分析了电路环境温度变化导致转换电路输出频率跟随变化的原因。使用温度补偿技术减少温度造成的输出频率变化,开发了一个实际电路,测试了电路的线性和温度稳定性。试验数据表明,弱电流-频率转换电路在0～55℃范围内输出频率变化小于2%。

电动主给水泵速度探测系统频率/电流转换器的改进

论述了大亚湾核电站常规岛电动主给水泵速度探测系统的改进。系统的主泵在正常运行情况下 ,由于其速度探测输出信号丢失 (即速度探头损坏 ) ,速度反馈值低于下限整定值( 3950rpm ) ,速度调节系统自动产生一个升速信号 ,从而使主泵马达不断升速 ,最后导致汽机跳机。本改进的目的是为避免此类事件的发生而采取的措施。具体方法是增加了主泵马达正常运行及低转速接点信号用来判断速度探头是否损坏及通知主控操作员进行手动干预 ,最终避免了由此产生的跳机风险。

关于大亚湾核电站电动主给水泵速度探测系统频率／电流转换器的改进

本文论述了大亚湾核电站主给水泵的速度检测给出信号丢失以后，为避免主泵不断升速导致跳机而采取的改进措施。

具有自校正功能的隔离式频率电流转换器设计

针对目前频率电流转换器受外界环境干扰后存在测量精度和可靠性降低的问题,提出了一种具有自动校正功能的频率电流转换器设计方案,详细介绍了该方案的软硬件设计,给出了自动校正的方法,本方案设计的频率电流转换器比目前的市面上的频率电流转换器的精度要高,环境适应能力要强等优点,工业测试结果表明,该频率电流转换器的数据采集精度可达0.5级,误差范围小于±0.5%,满量程工作时电流为26.8±0.2mA,最低功耗仅为280mW。

长时间电流积分数字仪的设计

本文介绍的长时间电流积分数字仪,是用电流-频率(I-F)转换电路将微弱电流转换成脉冲信号,结合后级脉冲计数器及处理控制电路,实现对10pA-10μA量级输入电流的长时间测量。该仪器可用于电离室、法拉第筒等输出电流或电荷的测量,测量时间范围1s-192h。该电路的设计实现,为长时间测量电流或电荷,并进行束流监测提供了一种可行、通用、高性价比的好方法。

基于多路电流采集的高精度温度测量系统设计

介绍一种利用温度传感器、多路模拟开关、电流频率转换器和数字频率计实现的温度测量系统。从器件选型、电路设计和算法优化等方面研究了提高采集精度和减小误差的方法。该系统硬件电路简单、软件易于实现,与常用的温度测量系统相比,具有测量范围广、精度高、通道多、功耗小、成本低等优点。经过实验证明,可应用于工业控制、环境监测等领域。

单电源I/F转换电路设计

介绍了单电源I／F转换电路的设计方法和功能。利用OPA2335AID、TS5A23166外加滞回电压比较器、CMOS开关等器件构成的单电源I／F转换电路，能将4～20mA电流信号或1～5V电压信号转换为10-50kHz的方波信号。采用3—5V单电源供电，输出线性度可达＋0．1％FS。电路结构简单，稳定性较高，线性度好。

一种低功耗32 nm CMOS分数-N频率合成器设计

为了减少频率合成器的工作能耗,提出了一种新型低功耗的分数-N频率合成器。该合成器消除了电源电压、工艺偏差和温度变化(PVT)对电容的影响,能够产生中等精度时钟脉冲震荡且具有较低的芯片面积。该合成器通过采用频率-电流转换电路,将电路的输出频率与电容比成正比。采用32 nm CMOS工艺对提出电路进行了制作。测试结果显示,相比其他类似合成器,提出合成器的功耗和面积更低,总面积仅仅为0.006 5 mm2,在0.9 V电源电压条件下,功率仅损耗为108μW。使用4 MHz参考时钟时,输出频率范围为18 MHz^156 MHz,频率分辨率为0.8 MHz。

基于塑料闪烁体的环境X-γ剂量率监测系统设计

环境X-γ辐射剂量率是衡量环境辐射水平的重要指标,为了实现环境X-γ剂量率的准确、快速监测,设计了一种基于塑料闪烁体的环境X-γ剂量率监测系统。探测器信号通过电流/频率转换电路转换为频率脉冲送入微控制器进行剂量率计算;系统设计了太阳能充电模块,为长期野外环境监测提供能源补充;数据通信设计引入无线蓝牙传输,结合智能终端APP,实现区域范围的放射性剂量监测。测试结果表明,系统的相对固有误差小于10%,归一化后相对137Cs的能量响应最大误差为13.9%,稳定工作温度范围为(-20~55)℃。该系统设计可用于野外长期环境辐射监测,为区域环境辐射监测网络的建设提供基础。

一种束流强度监测电路设计

介绍了一种新型的电流频率(I-F)转换电路,该电路用于测量平行板气体电离室的电流信号,配合实现了中国科学院近代物理研究所重离子治癌中束流强度的监测。治癌终端的临床试验表明该束流强度监测电路具有较高的灵敏度,能很好地应用在束流强度监测系统中。该电路也可以用于条形电离室信号的读出。

多维数字补偿电流/频率转换器系统级封装技术

在航空航天、工业自动化等领域,电流/频率转换器主要是对加速度计等电路输出电流进行高精度测量。随着工业技术的发展,对电流/频率转换器的小体积和高性能提出了越来越高的需求。在典型电荷平衡式拓扑结构基础上,提出了一种新的融合模拟电路及多维数字算法补偿的电流/频率转换电路拓扑方案。其引入分流电路,采用改进的展宽复位逻辑控制算法,并利用单片机进行标度因数温度补偿、非线性补偿和零偏补偿,产品性能较原方案提升1~2个数量级。在工艺结构设计方面,为减小产品体积,对部分子电路进行了多芯片组件系统级封装(System in a Package,SiP)集成设计,通过优化布局布线并对数字板和模拟板进行三维堆叠组装,相对便捷地实现了电路的小型化设计。经数轮迭代,研制的产品经测试性能优异,非线性度小于1.5×10^(-5),零偏小于6nA,标度因数温度系数小于1×10^(-7)/℃,尺寸仅为80mm×60mm×15mm。

重离子治癌终端的束流强度及剂量监测系统

为实现重离子肿瘤治疗临床实验中对照射束流状态的实时监测,研制了束流强度及剂量监测系统,包括积分电离室、后续电流频率转换电路及LabVIEW数据获取处理三部分。利用闪烁体探测器和标准剂量计测试了系统的线性响应和得到剂量的准确性,结果表明:系统在束流临床照射流强范围内的线性响应好于90%,其实时反馈的临床照射剂量偏差小于5%。同时束流强度及剂量监测系统与安全控制系统相结合,保证束流照射状态满足临床照射的安全要求。

一种高精度频率电流转换电路

针对传感器频率信号传输存在着冒大值误报、断线等问题，设计了一种采用单片机输入捕捉频率测量的高精度频率电流转换电路；详细介绍了单片机电路、供电电路、电压匹配电路、D／A转换电路、电压电流转换输出电路5部分硬件电路设计。电路具有精度高、稳定性好的特点，能够将200-1000Hz频率信号精确转换为4～20mA标准电流信号。