本發(fā)明涉及載頻調(diào)制轉(zhuǎn)換相關(guān)技術(shù)，尤其涉及一種慣性導航系統(tǒng)差動電流電壓轉(zhuǎn)換電路。

背景技術(shù)：

1、為實現(xiàn)慣性導航系統(tǒng)的微弱信號遠距離傳輸，目前多數(shù)慣性導航傳感器的信號輸出方式是電流型輸出。為方便將電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，常用的信號采集方式是進行i/f轉(zhuǎn)換或者i/v轉(zhuǎn)換，其中i/f轉(zhuǎn)換適用于高精度信號采集場合，而對于多數(shù)信號采集場合采用的是i/v的方式。

2、常規(guī)的i/v轉(zhuǎn)換通常是采用電流通過采樣電阻直接流入大地的方式，這種采樣方式存在輸入阻抗低、共模抑制能力差的特點。這種特性會要求前端傳感器必須要有較低的輸出阻抗，傳輸路徑需要非常干凈。但是在實際使用中，有些傳感器的內(nèi)阻較高同時無直接接地端，且實際的功能應(yīng)用環(huán)境共模干擾的抑制難以得到保障。上述現(xiàn)象對后續(xù)信號采集帶來了較大的困擾，增加了后端信號處理電路設(shè)計的難度，浪費了設(shè)計資源，增加了產(chǎn)品成本；并不適用于復雜的工程應(yīng)用環(huán)境。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例提供一種慣性導航系統(tǒng)差動電流電壓轉(zhuǎn)換電路，通過調(diào)整信號輸入方式和信號變換電路，可實現(xiàn)高輸入阻抗和高共干擾模抑制的能力，大大降低信號采集電路的系統(tǒng)復雜度，而且實現(xiàn)了低輸出阻抗、無地信號傳感器電流差分放大處理，能夠更好的與后端采集電路相匹配。

2、本發(fā)明提供一種慣性導航系統(tǒng)差動電流電壓轉(zhuǎn)換電路包括傳感器輸出電流i1、傳感器等效內(nèi)阻r8、電流采樣電阻rs、相互串聯(lián)的第一反相放大器和第二反相放大器、位于所述第一反相放大器和所述第二反相放大器之間的電阻r5，所述第一反相放大器包括運算放大器u1、電阻r2、電阻r6和電容c2，所述第二反相放大器包括運算放大器u2、電阻r1、電阻r7和電容c1，所述第一反相放大器和所述第二反相放大器串聯(lián)電阻r5之后共同構(gòu)成輸入信號i1*rs的差分放大器，通過調(diào)節(jié)rs的阻值實現(xiàn)對放大倍數(shù)的調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)r7和r6的阻值實現(xiàn)對輸入阻抗的調(diào)節(jié)。

3、可選的，傳感器輸出電流i1和傳感器等效內(nèi)阻r8相互串聯(lián)之后與電流采樣電阻rs并聯(lián)，電流采樣電阻rs的兩端分別連接電阻r6和電阻r7。

4、可選的，運算放大器u1的正輸入端同時連接電阻r2、電阻r6和電容c2，電阻r2和電容c2的另一端同時連接運算放大器u1的輸出端，電阻r5的兩端分別連接運算放大器u1的輸出端和運算放大器u2的正輸入端。

5、可選的，運算放大器u2的正輸入端同時連接電阻r7、電阻r1和電容c1，電阻r1和電容c1的另一端同時連接運算放大器u2的輸出端。

6、可選的，運算放大器u1的負輸入端通過電阻r4接地，運算放大器u2的負輸入端通過電阻r3接地。

7、可選的，電阻r2和電阻r1的阻值相同，電阻r7和電阻r6的阻值相同，電阻r2的阻值大小是電阻r6的阻值大小的1.2倍~2倍。

8、可選的，電阻r2的阻值大小是電阻r6的阻值大小的1.5倍，電流采樣電阻rs的阻值為8?kω~15?kω。

9、可選的，所述慣性導航系統(tǒng)差動電流電壓轉(zhuǎn)換電路的傳感器輸入電流i1與輸出電壓vout的關(guān)系為vout=i1*rs*r2/r6。

10、可選的，傳感器輸出電流i1的范圍為8μa~100μa。

11、可選的，電阻r7和電阻r6的阻值大于1mω。

12、本發(fā)明的有益技術(shù)效果：

13、本發(fā)明提供的一種慣性導航系統(tǒng)差動電流電壓轉(zhuǎn)換電路包括傳感器輸出電流i1、傳感器等效內(nèi)阻r8、電流采樣電阻rs、相互串聯(lián)的第一反相放大器和第二反相放大器、位于第一反相放大器和第二反相放大器之間的電阻r5，第一反相放大器包括運算放大器u1、電阻r2、電阻r6和電容c2，第二反相放大器包括運算放大器u2、電阻r1、電阻r7和電容c1，第一反相放大器和第二反相放大器串聯(lián)電阻r5之后共同構(gòu)成輸入信號i1*rs的差分放大器，通過調(diào)節(jié)rs的阻值實現(xiàn)對放大倍數(shù)的調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)r7和r6的阻值實現(xiàn)對輸入阻抗的調(diào)節(jié)，通過調(diào)整信號輸入方式和信號變換電路實現(xiàn)了高輸入阻抗和高共干擾模抑制的能力，大大降低信號采集電路的系統(tǒng)復雜度，而且實現(xiàn)了低輸出阻抗、無地信號傳感器電流差分放大處理，能夠更好的與后端采集電路相匹配。

技術(shù)特征：

1.一種慣性導航系統(tǒng)差動電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述慣性導航系統(tǒng)差動電流電壓轉(zhuǎn)換電路包括傳感器輸出電流i1、傳感器等效內(nèi)阻r8、電流采樣電阻rs、相互串聯(lián)的第一反相放大器和第二反相放大器、位于所述第一反相放大器和所述第二反相放大器之間的電阻r5，所述第一反相放大器包括運算放大器u1、電阻r2、電阻r6和電容c2，所述第二反相放大器包括運算放大器u2、電阻r1、電阻r7和電容c1，所述第一反相放大器和所述第二反相放大器串聯(lián)電阻r5之后共同構(gòu)成輸入信號i1*rs的差分放大器，通過調(diào)節(jié)rs的阻值實現(xiàn)對放大倍數(shù)的調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)r7和r6的阻值實現(xiàn)對輸入阻抗的調(diào)節(jié)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的慣性導航系統(tǒng)差動電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，傳感器輸出電流i1和傳感器等效內(nèi)阻r8相互串聯(lián)之后與電流采樣電阻rs并聯(lián)，電流采樣電阻rs的兩端分別連接電阻r6和電阻r7。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的慣性導航系統(tǒng)差動電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，運算放大器u1的正輸入端同時連接電阻r2、電阻r6和電容c2，電阻r2和電容c2的另一端同時連接運算放大器u1的輸出端，電阻r5的兩端分別連接運算放大器u1的輸出端和運算放大器u2的正輸入端。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的慣性導航系統(tǒng)差動電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，運算放大器u2的正輸入端同時連接電阻r7、電阻r1和電容c1，電阻r1和電容c1的另一端同時連接運算放大器u2的輸出端。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的慣性導航系統(tǒng)差動電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，運算放大器u1的負輸入端通過電阻r4接地，運算放大器u2的負輸入端通過電阻r3接地。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的慣性導航系統(tǒng)差動電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，電阻r2和電阻r1的阻值相同，電阻r7和電阻r6的阻值相同，電阻r2的阻值大小是電阻r6的阻值大小的1.2倍~2倍。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的慣性導航系統(tǒng)差動電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，電阻r2的阻值大小是電阻r6的阻值大小的1.5倍，電流采樣電阻rs的阻值為8?kω~15?kω。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的慣性導航系統(tǒng)差動電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述慣性導航系統(tǒng)差動電流電壓轉(zhuǎn)換電路的傳感器輸入電流i1與輸出電壓vout的關(guān)系為vout=i1*rs*r2/r6。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的慣性導航系統(tǒng)差動電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，傳感器輸出電流i1的范圍為8μa~100μa。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的慣性導航系統(tǒng)差動電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，電阻r7和電阻r6的阻值大于1mω。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種慣性導航系統(tǒng)差動電流電壓轉(zhuǎn)換電路，屬于載波調(diào)制轉(zhuǎn)換相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，其包括傳感器輸出電流I1、傳感器等效內(nèi)阻R8、電流采樣電阻Rs、相互串聯(lián)的第一反相放大器和第二反相放大器、位于第一反相放大器和第二反相放大器之間的電阻R5，第一反相放大器和第二反相放大器串聯(lián)電阻R5之后共同構(gòu)成輸入信號I1*Rs的差分放大器，通過調(diào)節(jié)Rs的阻值實現(xiàn)對放大倍數(shù)的調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)R7和R6的阻值實現(xiàn)對輸入阻抗的調(diào)節(jié)，通過調(diào)整信號輸入方式和信號變換電路實現(xiàn)了高輸入阻抗和高共干擾模抑制的能力，大大降低信號采集電路的系統(tǒng)復雜度，而且實現(xiàn)了低輸出阻抗、無地信號傳感器電流差分放大處理，能夠更好的與后端采集電路相匹配。

技術(shù)研發(fā)人員：劉軍,丁長春,王沖,劉欣,崔久鵬,王曉偉,程金晶
受保護的技術(shù)使用者：青島智騰微電子有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21