一种if转换与导航计算一体化实现电路及方法
技术领域
1.本发明属于惯性导航技术领域，尤其涉及到一种if转换与导航计算一体化实现电路以及一种if转换与导航计算一体化实现方法。
背景技术：2.光纤惯导系统以其自主性强、精度高和可靠性高等优点越来越多地应用在军事和民用领域。加速度计是惯导系统中的重要部件之一，作为敏感载体线速度的重要部件其精度的高低会明显影响惯导系统的精度。目前，国内惯导系统中应用较成熟广泛的加速度计是石英挠性加速度计，石英挠性加速度计输出与敏感轴加速度成比例的电流信号，其电流信号需经过相应的转换电路后可以转换为对应的加速度信息。微小电流信号既不利于高精度的测量，也不利于高精度的传输采集和后续处理，相较于模拟电压或电流信号，频率或者数字信号可以更为精确的传输。
3.通常模拟电流数字化转换电路有：电荷平衡式电流/频率转换(i/f)方法；模拟/数字转换(a/d)采样；电流/频率转换(i/f)+模拟/数字转换(a/d)采样等方法。三种转换电路各有特点和优点，其中a/d转换电路简单，精度低，主要用在较低成本、低精度、低动态惯导系统；电流/频率转换(i/f)适合中低精度惯组，其核心在于依赖于i/f转换电路上的各三极管的器件特性、导通速度受限，分辨率低下，且调试过程较复杂；电流/频率转换(i/f)+模拟/数字转换(a/d)技术复杂度高，精度高，适合于高精度惯导系统。
4.电流/频率转换(i/f)转换机理是当加速度计输出小信号的情况下，在进行电流、频率转换过程中，电荷需要积累很长时间，才会产生一个脉冲，这段时间是系统的采样盲区，导致了加速度计组合的分辨率降低，影响转换精度，故单纯的采用i/f转换，系统的分辨率很低，在采样点处的精度不高。并且，传统转换模块存在转换频率低、功耗大，为改善受温度影响需要进行温控的方法来提升if转换模块的温度系数，因此稳定时间长，温度稳定需要一定时间；温控需要消耗大量功率，不适用于功耗要求较高的系统；不能补偿对称性、调试复杂等问题。
技术实现要素：5.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种if转换与导航计算一体化实现电路，能够解决传统if转换模块转换精度和转换频率低、功耗大，以及恒流源输入有偏差，难以补偿对称性的问题。
6.具体的，本发明实施例提供了一种if转换与导航计算一体化实现电路，包括：单一恒流源电路，用于提供正恒流源或负恒流源；开关电路，包括两路输入，分别连接至所述单一恒流源电路输出的所述正恒流源和所述负恒流源；fpga控制电路，连接至所述开关电路，用于控制所述开关电路切换使所述正恒流源或所述负恒流源导通一路输出；积分电路，分别连接加速度计和所述开关电路，通过所述加速度计的输入电流进行充电，以及导通至所述单一恒流源电路时进行放电，实现连续的充放电闭环控制；ad采集电路，用于在所述积分
电路充放电过程中实时采集积分电压并发送至所述fpga控制电路；dsp处理电路，连接至所述fpga控制电路，用于读取所述积分电压并计算得到相应的加速度值和加速度方向。
7.在本发明的一个实施例中，所述单一恒流源电路包括：隔离电源、精密稳压器、精密运算放大器和vi电路，所述精密稳压器由所述隔离电源供电，并输出至所述精密运算放大器的同相输入端，所述精密运算放大器的反相输入端通过高精密电阻与正负恒流源切换开关连接，所述精密运算放大器的输出端连接所述vi电路，形成单一精密恒流源。
8.在本发明的一个实施例中，所述单一精密恒流源由所述正负恒流源切换开关控制，形成所述正恒流源或所述负恒流源，所述正恒流源与所述负恒流源的输出端通过所述开关电路按照预设时序接入所述积分电路，实现对所述积分电路的正向或者反向充电。
9.在本发明的一个实施例中，所述功率放大电路采用带使能信号管脚的集成电机驱动模块，当所述使能信号管脚维持高电平时所述电机驱动模块不响应输入信号，无输出；当所述使能信号管脚为低电平时所述电机驱动模块响应输入信号进行输出。
10.在本发明的一个实施例中，所述单一精密恒流源的采样电阻连接负向控制模拟开关信号一端，所述负向控制模拟开关信号另一端接到负向工作电源，cmos管的d极接到正向控制模拟开关信号一端，所述正向控制模拟开关信号另一端接到正向工作电源，所述正向控制模拟开关和所述负向控制模拟开关的控制端连接所述fpga控制电路的同一管脚，进行正负信号切换，使所述正向控制模拟开关和所述负向控制模拟开关实现单一导通状态。
11.在本发明的一个实施例中，所述积分电路包括积分器，所述积分器输出经过推挽电路后通过所述ad电路采样，由所述fpga控制电路控制采样和计算，以及按照所述预设时序控制所述正恒流源和所述负恒流源的充放电时间。
12.在本发明的一个实施例中，所述fpga控制电路的采样模式为中断等待读取模式，中断触发方式为电平触发，在中断服务程序中完成采样信号读取，并根据读取的ad采样值控制所述正负恒流源切换；所述dsp处理电路持续对所述ad采样值进行判断，根据相邻两次采样的电压值计算出等效加速度值。
13.在本发明的一个实施例中，所述if转换与导航计算一体化实现电路还包括：测温电路，包括温度传感器，所述温度传感器输出至所述ad电路进行采样，所述dsp处理电路将所述ad电路采集的ad值转换为实时温度值，并根据预存的温度模型对if转换电路的温度特性进行实时补偿，实现电路一体化外部补偿。
14.在本发明的一个实施例中，所述fpga控制电路还实现对外部导航计算机的外部接口管理，还包括：输出接口电路，包括多路串口、can口，分别连接所述fpga控制电路和外部传感器。
15.另外，本发明实施例提出一种if转换与导航计算一体化实现方法，包括：由单一恒流源电路提供正恒流源或负恒流源；由开关电路分别连接至所述单一恒流源电路输出的所述正恒流源和所述负恒流源；由fpga控制电路控制所述开关电路切换使所述正恒流源或所述负恒流源导通一路输出；由加速度计的输入电流对积分电路进行充电，且所述积分电路导通至所述单一恒流源电路时进行放电，实现连续的充放电闭环控制；由ad采集电路在所述积分电路充放电过程中实时采集积分电压并发送至所述fpga控制电路；由dsp处理电路读取所述积分电压并计算得到相应的加速度值和加速度方向。
16.在本发明的一个实施例中，所述if转换与导航计算一体化实现方法还包括：由所
述dsp处理电路还对所述ad采样值进行线性度补偿，包括：由所述加速度计给对应的if转换线路以预设步长加置内激励电流，测出各所述if转换线路在预设时间内的所有脉冲；根据各所述内激励电流下输出的所述ad采样值对所述脉冲进行分段直线拟合，计算得到每段所述拟合直线的拟合直线系数；根据标度因数要求值计算出各所述内激励电流下输出的所述脉冲的理论直线系数；根据所述拟合直线系数和所述理论直线系数计算得到变换校正系数，并根据所述变换校正系数实现线性度补偿。
17.由上可知，通过本发明所构思的上述方案与现有技术相比，至少可以具有如下一个或多个有益效果：
18.1)通过采用单一精密恒流源，正负恒流源合并使用，由fpga控制切换形成正负恒流源，并按照时序控制给积分器进行充放电，相对于采用双路恒流源电路的方式而言实现了电路的减半，并且采用单一精密恒流源从源头解决了恒流源输入偏差问题，有利提高转换电路的对称性；
19.2)恒流源的加入以及正负恒流源的切换的时序控制由fpga控制，控制电路结构简单，通过时序控制能够降低恒流源切换频率，减小开关切换的动态过程不稳定性，降低对电荷平衡量化精度的影响；
20.3)通过dsp处理电路与fpga控制电路配合实现惯性导航系统与现有if模块进行兼容，构建具备if转换和导航计算功能的一体化电路，减小了现有惯性导航系统的体积，大幅降低惯性导航电路的总体成本；
21.4)通过dsp软件实现了滤波和线性度补偿、温度补偿等功能，能够有效提高if转换精度。
22.通过以下参考附图的详细说明，本发明的其他方面的特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。
附图说明
23.图1为本发明实施例提供的一种if转换与导航计算一体化实现电路的结构示意图；
24.图2为本发明实施例提供的单一恒流源电路的结构示意图；
25.图3为本发明实施例提供的正负恒流源控制切换电路的结构示意图；
26.图4为本发明实施例提供的if转换与导航计算的具体执行步骤示意图；
27.图5为本发明实施例提供的一种if转换与导航计算一体化实现方法的流程图。
具体实施方式
28.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相组合。下面将参考附图并结合实施例来说明本发明。
29.为了使本领域普通技术人员更好地理解本发明的技术方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，都应当属于本发明的保护范围。
30.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第
二”等适用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外。术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备国有的其他步骤或单元。
31.还需要说明的是，本发明中多个实施例的划分仅是为了描述的方便，不应构成特别的限定，各种实施例中的特征在不矛盾的情况下可以相结合，相互引用。
32.如图1所示，本发明第一实施例提出一种if转换与导航计算一体化实现电路，例如包括：单一恒流源电路、开关电路、fpga控制电路、积分电路、ad采集电路以及dsp处理电路。
33.其中，单一恒流源电路提供正恒流源或负恒流源。开关电路包括两路输入，分别连接至单一恒流源电路输出的正恒流源和负恒流源。fpga控制电路连接至开关电路，控制开关电路切换，使正恒流源或负恒流源导通一路输出。积分电路分别连接加速度计和开关电路，通过加速度计的输入电流进行充电，并且导通至单一恒流源电路时进行放电，实现连续的充放电闭环控制。ad采集电路在积分电路充放电过程中实时采集积分电压并发送至fpga控制电路。dsp处理电路连接至fpga控制电路，用于读取积分电压并计算得到相应的加速度值和加速度方向。
34.具体的，if转换与导航计算一体化实现电路的总体工作方式如下：
35.加速度计电流通过采样电路滤波后，对积分电路进行充电，积分电路的积分器输出的锯齿波电压信号经ad采集，由fpga控制电路及dsp处理电路进行处理，控制模拟开关电路通断，引入恒流源对积分电路进行放电，从而使积分电压变化回到初始状态，形成充放电，实现闭环控制。
36.fpga控制电路对积分电压ad采集，同步发送至dsp处理电路，经过dsp处理提供触发标志。时序控制上，由fpga输出控制正负恒流源加入、控制正负恒流源输出切换。例如在接收到dsp的触发信号后，按照4k频率控制正负恒流源加入。dsp主要功能例如包括：ad数据处理并输出状态标示、温度补偿、非线性补偿，以及按照固定通信协议以2k的速率将数据输出。整体if转换电路在接收ad数据后进行量化脉冲转换，输出控制信号，同时对ad采样数据进行滤波、线性度补偿、温度补偿。软件模型中输入参数包含ad采样电压值、if转换电路参数、滤波系数等，输出为经过处理和补偿的数字量。
37.进一步的，例如包括三路独立的单一恒流源电路，相互独立和隔离，单一精密恒流源电路见图2。单一精密恒流源电路由单路隔离电源、精密稳压器、精密运放和v/i电路组成。隔离电源输n1出给精密稳压器n2作为输出电源，精密稳压器选择低噪声、高精度的稳压芯片。精密稳压器n2的输出到精密运算放大器n3的同相输入端，精密运算放大器作为跟随器，例如选择使用高精度精密运放opa07，精密运放的输出与cmos管及精密采样电阻形成精密电流源信号。
38.该恒流源电路设计为单一精密恒流源(正负恒流源合并使用)，通过fpga控制切换正负恒流源。相对现有技术中采用双路恒流源电路的方式而言，实现了电路的减半。另外采用外部稳压基准及驱动电路构建恒流源，总体功耗降低，提升电路的温度特性与启动特性。采用单一精密恒流源，源头解决了恒流源输入偏差问题，有利提高转换电路的对称性。
39.正负恒流源切换及充放电通过fpga按照时序进行控制，精密恒流源正负切换及充放电控制电路见图3。单一精密恒流源采样电阻接负向控制模拟开关n5信号一端，模拟开关n5信号另外一端接到负向工作电源；cmos管的d极接到正向控制模拟开关n4的信号端，模拟开关n4信号另外一端接到正向工作电源，模拟开关n4及n5开关控制端接fpga的同一io管脚，进行正负信号切换ctl2，模拟开关n4及n5实现单一导通状态。单一精密恒流源经过模拟开关n4及n5转换成正负恒流源，然后经模拟开关n6输入积分器电路。模拟开关n6由fpga进行导通控制，至此完成恒流源的输入。
40.积分器例如采用opa191精密运放，输入阻抗极大，漏电流小、失调电压小、失调电流小、失调电压温度系数小，运放的摆率越大，转换电路的当量受输入电流幅值影响的程度越小。积分电容例如采用漏电流小、泄漏电阻大的聚苯乙烯电容器。积分器输出接推挽电路，与积分电容形成负反馈电路，经过推挽电路输出的电压信号经过低通滤波输入到ad进行采样。正负恒流源的切换由比较器及fpga控制，恒流源加入的时序控制由fpga控制，控制电路简单，时序控制降低恒流源切换频率，减小开关切换的动态过程不稳定性，降低对电荷平衡量化精度的影响。
41.if转换与导航计算的具体执行步骤见图4，一体化电路上电后，fpga由外部带温补功能晶振提供40m方波频率信号其时序信号，经fpga整形后将该40m频率信号提供给dsp芯片，作为工作频率。由fpga给出的4k频率信号控制信号作为a/d采样启动转换信号，同时作为计算机的中断请求信号，采样模式为中断等待读取模式，中断触发方式为电平触发。在中断服务程序中完成三路加表信号定时采样数据的读取，依次读取顺序ad的采样值为ax、ay、az。
42.例如通过在10个周期内判断ad采样值，控制正负恒流源切换，输出ctrl1，要求在1周期内完成切换，提前保证正负恒流源导通。持续对ad采样进行判断，在n个周期内判断ad采样值，是否大于n2阈值或者小于n3阈值。当加表输入电流，加速度为正时加表电流为正，加速度为负时加表电流为负，对积分电容进行充放电使积分器的输出工作电压发生变化，根据积分器工作电压的变化量计算加速度信息。dsp读取三路ad采样积分电容相邻两次的电压值ui与ui+1，同时读取第i+1周期的ax_status值(ax_status＝ax_status1&ax_status2)，根据两次电压值计算出等效加速度值，同时结合状态信息判断加速度方向。
43.在读取ad采样值后，进行正负恒流切换控制、同时采用一次线性拟合补偿的办法对转换线路进行分段拟合补偿，具体步骤例如包括：第一步，通过给加速度计的if转换线路以1ma为步长，依次加置
±
70ma内激励电流，测出各个激励电流下的加表线路60s累计脉冲数；第二步，根据对在各个激励电流下实际输出数据进行分段直线拟合(假设根据曲线的形状可以分为n段)，求出每段拟合直线的c0i
ˊ
、c1 i
ˊ
；第三步，进行校准，根据标度因数要求值，计算出在各个激励条件下输出脉冲的理论直线，系数为c0、c1；第四步，根据理论直线与实际拟合直线，求出变换校正系数ck0 i，ck1 i，实际曲线经过校正系数进行校正。
44.根据本发明形成的技术成果对比其它同类产品，采用单恒流源模式，降低了功耗，功耗相对成熟产品降低了40％，且通过单一精密恒流源提高了对称性，采用单一精密恒流源控制设计、增大了量程，量程达到70ma；if与导航计算机一体设计，即使在增加导航计算机部分后，其体积仍等比于现有高精度if模块，实现与高精度if模块和导航计算机的全面兼容；实现了高精度转换其精度达到5*10-6g；在未涵盖国产化要求下，成本为现有高精度
惯导系统的40％。
45.综上所述，本发明第一实施例提出的一种if转换与导航计算一体化实现电路，通过采用单一精密恒流源，正负恒流源合并使用，由fpga控制切换形成正负恒流源，并按照时序控制给积分器进行充放电，相对于采用双路恒流源电路的方式而言实现了电路的减半，并且采用单一精密恒流源从源头解决了恒流源输入偏差问题，有利提高转换电路的对称性；恒流源的加入以及正负恒流源的切换的时序由fpga控制，控制电路结构简单，通过时序控制能够降低恒流源切换频率，减小开关切换的动态过程不稳定性，降低对电荷平衡量化精度的影响；通过dsp处理电路与fpga控制电路配合实现惯性导航系统与现有if模块进行兼容，构建具备if转换和导航计算功能的一体化电路，减小了现有惯性导航系统的体积，大幅降低惯性导航电路的总体成本；通过dsp软件实现了滤波和线性度补偿、温度补偿等功能，能够有效提高if转换精度。
46.如图5所示，本发明第二实施例提出一种if转换与导航计算一体化实现方法，例如包括：步骤s1，由单一恒流源电路提供正恒流源或负恒流源；步骤s2，由开关电路分别连接至所述单一恒流源电路输出的所述正恒流源和所述负恒流源；步骤s3，由fpga控制电路控制所述开关电路切换使所述正恒流源或所述负恒流源导通一路输出；步骤s4，由加速度计的输入电流对积分电路进行充电，且所述积分电路导通至所述单一恒流源电路时进行放电，实现连续的充放电闭环控制；步骤s5，由ad采集电路在所述积分电路充放电过程中实时采集积分电压并发送至所述fpga控制电路；步骤s6，由dsp处理电路读取所述积分电压并计算得到相应的加速度值和加速度方向。
47.在一个实施方式中，所述if转换与导航计算一体化实现方法例如还包括：由所述dsp处理电路还对所述ad采样值进行线性度补偿，包括：第一步，由所述加速度计给对应的if转换线路以预设步长加置内激励电流，测出各所述if转换线路在预设时间内的所有脉冲；第二步，根据各所述内激励电流下输出的所述ad采样值对所述脉冲进行分段直线拟合，计算得到每段所述拟合直线的拟合直线系数；第三步，根据标度因数要求值计算出各所述内激励电流下输出的所述脉冲的理论直线系数；第四步，根据所述拟合直线系数和所述理论直线系数计算得到变换校正系数，并根据所述变换校正系数实现线性度补偿。
48.值得一提的是，本发明第二实施例公开的if转换与导航计算一体化实现方法适用于前述第一实施例所述的if转换与导航计算一体化实现电路，具体的if转换与导航计算一体化实现电路的结构及其实现的功能可参考第一实施例所述的内容，故在此不再进行详细讲述，且本实施例的有益效果同前述第一实施例的有益效果相同，为了简洁，不在此赘述。
49.此外，可以理解的是，前述各个实施例仅为本发明的示例性说明，在技术特征不冲突、结构不矛盾、不违背本发明的发明目的前提下，各个实施例的技术方案可以任意组合、搭配使用。
50.在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和/或方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元/模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多路单元或模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
51.所述作为分离部件说明的单元/模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元/模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多路网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元/模块来实现本实施例方案的目的。
52.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以两个或两个以上单元/模块集成在一个单元/模块中。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元/模块的形式实现。
53.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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发明各实施例技术方案的精神和范围。
技术特征：1.一种if转换与导航计算一体化实现电路，其特征在于，包括：单一恒流源电路，用于提供正恒流源或负恒流源；开关电路，包括两路输入，分别连接至所述单一恒流源电路输出的所述正恒流源和所述负恒流源；fpga控制电路，连接至所述开关电路，用于控制所述开关电路切换使所述正恒流源或所述负恒流源导通一路输出；积分电路，分别连接加速度计和所述开关电路，通过所述加速度计的输入电流进行充电，以及导通至所述单一恒流源电路时进行放电，实现连续的充放电闭环控制；ad采集电路，用于在所述积分电路充放电过程中实时采集积分电压并发送至所述fpga控制电路；dsp处理电路，连接至所述fpga控制电路，用于读取所述积分电压并计算得到相应的加速度值和加速度方向。2.根据权利要求1所述的if转换与导航计算一体化实现电路，其特征在于，所述单一恒流源电路包括：隔离电源、精密稳压器、精密运算放大器和vi电路，所述精密稳压器由所述隔离电源供电，并输出至所述精密运算放大器的同相输入端，所述精密运算放大器的反相输入端通过高精密电阻与正负恒流源切换开关连接，所述精密运算放大器的输出端连接所述vi电路，形成单一精密恒流源。3.根据权利要求2所述的if转换与导航计算一体化实现电路，其特征在于，所述单一精密恒流源由所述正负恒流源切换开关控制，形成所述正恒流源或所述负恒流源，所述正恒流源与所述负恒流源的输出端通过所述开关电路按照预设时序接入所述积分电路，实现对所述积分电路的正向或者反向充电。4.根据权利要求3所述的if转换与导航计算一体化实现电路，其特征在于，所述单一精密恒流源的采样电阻连接负向控制模拟开关信号一端，所述负向控制模拟开关信号另一端接到负向工作电源，cmos管的d极接到正向控制模拟开关信号一端，所述正向控制模拟开关信号另一端接到正向工作电源，所述正向控制模拟开关和所述负向控制模拟开关的控制端连接所述fpga控制电路的同一管脚，进行正负信号切换，使所述正向控制模拟开关和所述负向控制模拟开关实现单一导通状态。5.根据权利要求3所述的if转换与导航计算一体化实现电路，其特征在于，所述积分电路包括积分器，所述积分器输出经过推挽电路后通过所述ad电路采样，由所述fpga控制电路控制采样和计算，以及按照所述预设时序控制所述正恒流源和所述负恒流源的充放电时间。6.根据权利要求5所述的if转换与导航计算一体化实现电路，其特征在于，所述fpga控制电路的采样模式为中断等待读取模式，中断触发方式为电平触发，在中断服务程序中完成采样信号读取，并根据读取的ad采样值控制所述正负恒流源切换；所述dsp处理电路持续对所述ad采样值进行判断，根据相邻两次采样的电压值计算出等效加速度值。7.根据权利要求1所述的if转换与导航计算一体化实现电路，其特征在于，还包括：测温电路，包括温度传感器，所述温度传感器输出至所述ad电路进行采样，所述dsp处理电路将所述ad电路采集的ad值转换为实时温度值，并根据预存的温度模型对if转换电路的温度特性进行实时补偿，实现电路一体化外部补偿。
8.根据权利要求1所述的if转换与导航计算一体化实现电路，其特征在于，所述fpga控制电路还实现对外部导航计算机的外部接口管理，还包括：输出接口电路，包括多路串口、can口，分别连接所述fpga控制电路和外部传感器。9.一种if转换与导航计算一体化实现方法，其特征在于，包括：由单一恒流源电路提供正恒流源或负恒流源；由开关电路分别连接至所述单一恒流源电路输出的所述正恒流源和所述负恒流源；由fpga控制电路控制所述开关电路切换使所述正恒流源或所述负恒流源导通一路输出；由加速度计的输入电流对积分电路进行充电，且所述积分电路导通至所述单一恒流源电路时进行放电，实现连续的充放电闭环控制；由ad采集电路在所述积分电路充放电过程中实时采集积分电压并发送至所述fpga控制电路；由dsp处理电路读取所述积分电压并计算得到相应的加速度值和加速度方向。10.根据权利要求9所述的if转换与导航计算一体化实现方法，其特征在于，还包括：由所述dsp处理电路还对所述ad采样值进行线性度补偿，包括：由所述加速度计给对应的if转换线路以预设步长加置内激励电流，测出各所述if转换线路在预设时间内的所有脉冲；根据各所述内激励电流下输出的所述ad采样值对所述脉冲进行分段直线拟合，计算得到每段所述拟合直线的拟合直线系数；根据标度因数要求值计算出各所述内激励电流下输出的所述脉冲的理论直线系数；根据所述拟合直线系数和所述理论直线系数计算得到变换校正系数，并根据所述变换校正系数实现线性度补偿。
技术总结本发明公开了一种IF转换与导航计算一体化实现电路，包括：单一恒流源电路，用于提供正恒流源或负恒流源；开关电路，分别连接至单一恒流源电路输出的正恒流源和负恒流源；FPGA控制电路，用于控制开关电路切换使正恒流源或负恒流源导通一路输出；积分电路，通过加速度计的输入电流进行充电，以及导通至单一恒流源电路时进行放电，实现连续的充放电闭环控制；AD采集电路，用于在积分电路充放电过程中实时采集积分电压并发送至所述FPGA控制电路；DSP处理电路，用于读取积分电压并计算得到相应的加速度值和方向。其可以解决传统IF转换模块转换精度和转换频率低、功耗大，以及恒流源输入有偏差，难以补偿对称性的问题。难以补偿对称性的问题。难以补偿对称性的问题。
技术研发人员：陈贵金 潘静
受保护的技术使用者：湖北三江航天红峰控制有限公司
技术研发日：2022.03.30
技术公布日：2022/7/5
