[发明专利]用于R/D转换器中的双极性压控振荡器及其控制方法

权利要求书

1.一种用于R/D转换器中的双极性压控振荡器，其特征在于：包括积分器电路（1）、双门限比较电路（2）、第一单稳态脉冲整形电路（3）、放电回路控制电路（4）、第二单稳态脉冲整形电路（5）、极性检测电路（6）、双向恒流源电路（7）和防停振保护电路（8）；所述积分器电路（1）的输入端与电压源相连，其输出端分别与防停振保护电路（8）、双门限比较电路（2）和极性检测电路（6）相连，所述防停振保护电路（8）的输出端与积分器电路（1）的放电开关控制端相连，所述双门限比较电路（2）的输出端经第一单稳态脉冲整形电路（3）与第二单稳态脉冲整形电路（5）的输入端相连，所述极性检测电路（6）的输出端与双向恒流源电路（7）的选择开关控制端相连，双向恒流源电路（7）的输出端经放电回路控制电路（4）与积分器电路（1）的输入端相连，所述第一单稳态脉冲整形电路（3）的输出端与放电回路控制电路（4）的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的用于R/D转换器中的双极性压控振荡器，其特征在于：所述积分器电路（1）包括集成运放U0A、单刀双掷开关K3、电阻R2和电容C1，所述集成运放U0A的同相输入端接地，其反向输入端经电阻R1与外部电压源相连，其输出端经电阻R2与单刀双掷开关K3的动端相连，单刀双掷开关K3的不动端与集成运放U0A的反向输入端相连，集成运放U0A的输出端与防停振保护电路（8）的输入端相连，所述电容C1的一端与集成运放U0A的反向输入端相连，其另一端与集成运放U0A的输出端相连。

3.根据权利要求1所述的用于R/D转换器中的双极性压控振荡器，其特征在于：所述双门限比较电路（2）包括比较器U1A和比较器U1B，所述比较器U1A的同向输入端和比较器U1B的反向输入端分别与输入电压源相连，比较器U1A的反向输入端与比较器U1B的同相输入端均与积分器电路（1）的输出端相连，比较器U1B的输出端与比较器U1A的输出端及第一单稳态脉冲整形电路（3）的输入端相连，比较器U1A的输出端经电阻R4与电源VCC相连。

4.根据权利要求1所述的用于R/D转换器中的双极性压控振荡器，其特征在于：所述第一单稳态脉冲整形电路（3）采用单稳态触发器U4A，所述第二单稳态脉冲整形电路（5）采用单稳态触发器U4B，所述单稳态触发器U4A的输入下降沿与双门限比较电路（2）的输出端相连，其输入上升沿与单稳态触发器U4B的输出端相连，单稳态触发器U4B的输入下降沿接地，其输入上升沿与单稳态触发器U4A的输出端相连。

5.根据权利要求1所述的用于R/D转换器中的双极性压控振荡器，其特征在于：所述极性检测电路（6）包括比较器U3C，电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10，二极管D1，所述比较器U3C的同相输入端经电阻R7接地，其反向输入端经电阻R5和R6并联后与积分器电路（1）的输出端相连，其输出端经电阻R9与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极经电阻R10接地，所述二极管D1的阴极为信号输出端。

6.根据权利要求1所述的用于R/D转换器中的双极性压控振荡器，其特征在于：所述放电回路控制电路（4）采用单刀双掷开关K1，所述双向恒流源电路（7）包括单刀双掷开关K2、电阻R41和R3，所述单刀双掷开关K1的控制端与第一单稳态脉冲整形电路（3）的输出端相连，其不动端与积分器电路（1）的反向输入端相连，所述单刀双掷开关K2的动端与单刀双掷开关K1的动端相连，其不动端分别经电阻R3、R41与输入电压源相连，所述单刀双掷开关K2的控制端与极性检测电路（6）的输出端相连。

7.根据权利要求1所述的用于R/D转换器中的双极性压控振荡器，其特征在于：所述防停振保护电路（8）包括比较器U2A、U2B和异或门U5，所述比较器U2A的同相输入端和比较器U2B的反向输入端分别与输入电压源相连，比较器U2A的反向输入端和比较器U2B的同相输入端均与积分器电路（1）的输出端相连，所述比较器U2A和U2B的输出端与异或门U5的输入端相连，异或门U5的输出端与积分器电路（1）中单刀双掷开关K3的控制端相连。

8.一种用于R/D转换器中的双极性压控振荡器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）双极性直流电压Ui输入，经串联的电阻R1，对有源积分器U0A的积分电容C1进行双向充电，输出与Ui电压极性相反的电压；

（2）电容C1充电获得的双向输出电压，输入由+1.1V和-1.1V作为双比较门限的窗口比较器U1A和U1B，该窗口比较器产生由逻辑“1”到逻辑“0”的负跳变脉冲下降沿；

（3）所述的负跳变脉冲下降沿，输入积分型单稳态脉冲整形电路U4A，使U4A输出Q端产生计数脉冲BUSY信号，脉冲宽度由R13与C3的时间常数决定，U4A输出Q非端产生逻辑开关信号K1；

（4）逻辑开关信号K1控制正负恒流源放电回路，对电容C1充电获得的双向电压进行放电回零，产生所述的双极性锯齿波信号；

（5）逻辑开关信号K1再输入单稳态脉冲整形电路U4B，使U4B输出Q端产生锁存脉冲LATCH信号，脉冲宽度由R12与C2的时间常数决定，当U4B输入禁止信号INHIBIT后，锁存脉冲LATCH信号被清除；

（6）双极性锯齿波信号输入滞回比较器U3C，经二极管D1整流，产生TTL逻辑电平K2即DIR信号输出，用于选择正负恒流源放电方向，使积分电容C1的充电电压被放电回零；

（7）电容C1充电获得的双向输出电压，输入由+1.6V和-1.6V作为双比较门限的窗口比较器U2A和U2B产生逻辑高电平，经异或门U5产生防压控振荡器停振的逻辑开关信号K3；

（8）逻辑开关信号K3控制放电回路经电阻R2对积分电容C1的两端充电电压进行放电回零，以防止压控振荡器停振状态出现。