一种石英挠性加速度计I-V转换电路的制作方法

一种石英挠性加速度计i-v转换电路
技术领域
1.本技术涉及转换电路技术领域，尤其涉及一种石英挠性加速度计i-v转换电路。


背景技术：

2.石英挠性加速度计由于其结构简单，精度高，并且稳定性好，目前应用于各类惯性系统。
3.现有技术中，在石英挠性加速度计的输出端直接添加采样电阻，受后级电路影响，实际的输出值偏小，进而会出现测量精度不高的问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例通过提供一种石英挠性加速度计i-v转换电路，解决了现有技术中石英挠性加速度计中由于直接在将采样电阻接在石英挠性加速度计的输出电，受后级电路影响实际的输出值偏小而存在的测量精度的问题，进而实现了提高石英挠性加速度计的精度，并且该方案的基本组成电路简单实用，能够在恶略的环境下，提高石英挠性加速度计的抗干扰能力。
5.本发明实施例提供了一种石英挠性加速度计i-v转换电路，其特征在于，包括：输入模块、电流电压转换模块、输出模块；
6.所述输入模块连接所述电流电压转换模块；所述电流电压转换模块连接所述输出模块。
7.在一种可能的实现方式中，所述输入模块包括：输入电路和大冲击超量程保护电路；
8.所述输入电路输出端连接所述大冲击超量程保护电路输入端；
9.所述大冲击超量程保护电路包括第一公共端和第二公共端；
10.所述第一公共端连接于石英挠性加速度计的输出引脚，所述第二公共端连接于所述电流电压转换模块的输入引脚。
11.在一种可能的实现方式中，所述电流电压转换模块包括：电流电压转换电路、功率驱动电路和二阶低通滤波电路；
12.所述电流电压转换电路的输入端连接所述输入模块的输出端，所述电流电压转换电路的输出端连接所述功率驱动电路的输入端；
13.所述功率驱动电路的输出端连接所述二阶低通滤波电路输入端。
14.在一种可能的实现方式中，所述电流电压转换模块包括箝位二极管，所述箝位二极管并联于所述电流电压转换电路。
15.在一种可能的实现方式中，所述电流电压转换模块还包括消振电容，所述消振电容的输入端连接所述电流电压转换电路的输入端，所述消振电容的输出端连接所述电流电压转换电路的输出端。
16.在一种可能的实现方式中，所述电流电压转换模块还包括：采样电阻，所述采样电
阻输入端连接所述电流电压转换电路的输入端，所述采样电阻的输出端连接所述功率驱动电路的输出端。
17.在一种可能的实现方式中，所述二阶低通滤波电路的截止频率为1hz。
18.在一种可能的实现方式中，所述输出模块包括输出电路、ad输入保护网络、ad采样。
19.在一种可能的实现方式中，所述输出电路包括单端输出和差分输出。
20.本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
21.本发明实施例通过采用了一种石英挠性加速度计i-v转换电路，包括输入电路、电流电压转换电路、输出电路；输入电路连接所述电流电压转换电路；电流电压转换电路连接输出电路，该电路将原来的电阻改成了电流电压转换电路，接入电压电流转换电路，将输入的电压信号转换成满足一定关系的电流信号，转换后的电流信号相当于是一个输出可调的恒流源，其输出电流能够保持稳定且不会随着负载的变化而变化。该电路有效解决了现有技术中石英挠性加速度计在使用过程中直接将采样电阻接在石英挠性加速度计的输出端，受后级电路影响实际的输出值偏小且存在的测量精度的问题，进而实现了提高石英挠性加速度计的精度，并且该方案的基本组成电路简单实用，能够在恶略的环境下，提高石英挠性加速度计的抗干扰能力。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本技术实施例提供的石英挠性加速度计i-v转换电路原理框图；
24.图2为本技术实施例提供的石英挠性加速度计i-v转换电路大冲击量保护电路和消振电容；
25.图3为本技术实施例提供的石英挠性加速度计i-v转换电路中的箝位电路、电流电压转换电路和功率驱动电路；
26.图4为本技术实施例提供的石英挠性加速度计i-v转换电路中的二阶低通滤波电路；
27.图5为本技术实施例提供的石英挠性加速度计i-v转换电路中的反向输出电路；
28.图6为本技术实施例提供的石英挠性加速度计i-v转换电路中的ad输入保护网络；
29.图7为本技术实施例提供的石英挠性加速度计i-v转换电路中的放大电路。
30.附图标记：1-输入模块；2-电流电压转换模块；3-输出模块；11-输入电路；12-大量程冲击保护电路；21-电流电压转换电路；22-功率驱动电路；23-消振电容；24-采样电阻；25-箝位二极管；26-二阶低通滤波电路；31-输出电路；32-ad输入保护电路；33-ad采样。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本
发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.本发明实施例提供了一种石英挠性加速度计i-v转换电路，如图1所示，包括：输入模块1、电流电压转换模块2、输出模块3；输入模块1连接电流电压转换模块2；电流电压转换模块2连接输出模块3。
33.输入电路11的输入端接石英挠性加速度计的输出端引脚上。如图4所示，电流电压转换电路21是由介质隔离工艺制成的单片机集成运算放大器，是一个内补偿器件，具有始终的输入失调电压、输入失调电流低、输出电压范围宽、共膜输出电压高、转换速率高以及在最高温度达到200℃时能够长期可靠地工作。
34.在一种可能的实现方式中，输入模块1包括：输入电路11和大冲击超量程保护电路12；输入电路11输出端连接大冲击超量程保护电路12输入端；如图3所示，大冲击超量程保护电路12包括第一公共端和第二公共端；第一公共端连接于石英挠性加速度计的输出引脚，第二公共端连接于电流电压转换模块2的输入引脚。当石英挠性加速度计感受到较大的冲击或者振动时，对电路以及石英挠性加速度计能够进行保护，提高石英挠性加速度计的抗冲击振动能力。
35.电流电压转换模块2包括：电流电压转换电路21、功率驱动电路22和二阶低通滤波电路26；电流电压转换电路21的输入端连接输入模块1的输出端，电流电压转换电路21的输出端连接功率驱动电路22的输入端；功率驱动电路22的输出端连接二阶低通滤波电路26输入端。
36.石英挠性加速度计i-v转换电路还包括箝位二极管25，如图4所示，箝位二极管25并联于电流电压转换电路21。箝位二极管25的作用是当输出电压小于6.2v时，箝位二极管25不工作，当石英挠性加速度计感受到较大的冲击时，瞬时输出电压超过6.2v时，箝位二极管25会将输出电压箝位在6.2v左右，防止石英摆片碰或者蹭上下限位，可以提高石英挠性加速度计的抗震能力。
37.石英挠性加速度计i-v转换电路还包括消振电容23，如图3所示，消振电容23的输入端连接电流电压转换电路21的输入端，消振电容23的输出端连接电流电压转换电路21的输出端。消振电容23分别接在对地的正电源v
cc
和负电源v
ee
上，消振电容23能够消除电路中的震荡，使电路保持稳定。
38.石英挠性加速度计i-v转换电路还包括采样电阻24，如图2所示，采样电阻24输入端连接在电流电压转换电路21的输入端，采样电阻24输出端连接在功率驱动电路22的输入端上。采样电阻24是高精度低温漂精密电阻。
39.石英挠性加速度计i-v转换电路还包括功率驱动电路22，如图4所示的功率驱动电路22。功率驱动电路22是一种电压增益为1的功率放大器，功率放大器也称为缓冲器，采用改进的厚膜集成工艺，克服了单片集成集成寄生大、漏电大的缺点，避免了“紫斑”效应的产生。功率驱动电路7，具有阻抗高、频带宽、输出摆幅大、工作温度范围宽等特点，持续一般线性、非线性组件进行功率放大，增加集成运算放大器的驱动能力。
40.石英挠性加速度计i-v转换电路还包括二阶低通滤波电路26，如图5所示，二阶低通滤波电路26的截止频率为1hz。二阶低通滤波电路26的输入端接功功率驱动电路22的输出端，二阶低通滤波电路26的主要目的是进行滤波，使得到的直流电压更平直、更理想。在
本技术中，二阶低通滤波电路26是为了将高频信号噪声滤除掉，提高输出信号的信噪比。
41.石英挠性加速度计i-v转换电路中，输出电路31包括单端输出和差分输出。如图6所示，信号输出端有同相输出和反向输出两种接法，同相输出直接接入ad输入保护网络32,如图7所示，反向输出先经过一个增益为-1的放大电路后再接入ad输入保护网络32；差分输出时经同相输出端和反向输出端的信号均接入ad采样33，单端输出时只将经过同相输出端的信号接入ad采样33，反向输出端信号悬空即可；ad输入保护网络32接在同相输出端/反向输出端和ad采样33之间。
42.上述实施例阐明的装置或模块，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。在实施本技术时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。当然，也可以将实现某功能的模块由多个子模块或子单元组合实现。
43.本技术中所述的方法、装置或模块可以以计算机可读程序代码方式实现控制器按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该（微）处理器执行的计算机可读程序代码（例如软件或固件）的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路（英文：application specific integrated circuit；简称：asic）、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：arc 625d、atmel at91sam、microchip pic18f26k20以及silicone labs c8051f320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
44.通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本技术可借助软件加必需的硬件的方式来实现。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，也可以通过数据迁移的实施过程中体现出来。该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，移动终端，服务器，或者网络设备等）执行本技术各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
45.本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。本技术的全部或者部分可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、移动通信终端、多处理器系统、基于微处理器的系统、可编程的电子设备、网络pc、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
46.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对本技术限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术技术方案的范围。