[实用新型]应用于电压源远程校准系统的毫伏级电压频率转换电路

说明书

本实用新型提供了一种应用于电压源远程校准系统的毫伏级电压频率转换电路。该电路包括电源模块、手动/自动模式选择开关模块、毫伏级电压门限比较模块、逻辑编码模块、可编程增益运算放大模块、电压频率转换模块和放大增益显示模块。电源模块用于为其他模块提供工作电压。手动/自动模式选择开关模块实现手动选择放大增益及自动识别输入电压并选择相应放大增益两种模式的切换。毫伏级电压门限比较模块包括三组门限分别为1V、100mV、10mV的单限比较器，实现在自动模式下对输入电压进行识别并输出相应信号至逻辑编码模块。本实用新型可对毫伏级微小电压进行电压频率的高精度转换，可应用于电压源在检定点为毫伏级微小电压时的远程校准。

技术领域

本实用新型涉及电压频率转换技术领域，具体地说是一种应用于电压源远程校准系统的毫伏级电压频率转换电路。

背景技术

电压频率转换电路是把输入的模拟电压信号转换成脉冲串输出，脉冲串的频率与输入电压信号的幅值成正比。将电压量转换成频率信号后其抗干扰能力增强，应用于电压检测、数据采集和通讯系统等领域。

专利号为ZL202121052817.5的专利文件中公开了一种电压源远程校准系统。该系统基于GPS共视法在时间频率远程校准领域的应用，实现将电压信号转化为时间频率参数进行远程校准，通过电压频率转换模块将电压信号转换为对应频率的脉冲信号，结合卫星信号进行标准端与被校准端的远程比对，实现标准器不置于被校准现场的直流电压源远程校准。该系统由电压频率转换模块、标准电压源、GPS共视接收机、时间间隔计数器、计算机构成。其中，远程实验室和校准现场两端的电压频率转换模块实现分别将标准电压源和待校电压源输出的电压转换成对应频率的脉冲信号；两端的GPS共视接收机在同一时刻接收同一颗GPS卫星的时间信号；两端的时间间隔计数器实现测量GPS共视接收机输出的卫星同步秒脉冲与电压频率转换模块输出的频率脉冲信号的时差；现场控制计算机与远端控制计算机之间进行数据传输，通过数据处理完成将两端脉冲信号的时差比对以及频率比对，进而完成待校电压源与标准电压源的电压比对，得出校准结果，完成电压源远程校准过程，提高了校准效率。

在电压源远程量值传递与溯源中，检定点为毫伏级微小电压的校准难度较高，精度较低，实现直流电压源的远程校准，必须考虑到毫伏级微小电压的测量。然而上述的校准系统涉及到的电压频率转换模块只能保证在输入电压为伏级时的转换精度，对于1V以下的毫伏级微小电压，其转换精度和线性度难以达到校准系统的精度要求。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种应用于电压源远程校准系统的毫伏级电压频率转换电路，该电路尤其适用于毫伏级微小电压的电压频率转换，转换精度高、线性度好、稳定性高。

本实用新型是这样实现的：一种应用于电压源远程校准系统的毫伏级电压频率转换电路，包括电源模块、手动/自动模式选择开关模块、毫伏级电压门限比较模块、逻辑编码模块、可编程增益运算放大模块、电压频率转换模块和放大增益显示模块；

其中，所述电源模块与其他各模块均相接，用于为其他各模块提供工作电压；

所述手动/自动模式选择开关模块用于实现手动模式和自动模式的切换；所述手动模式指人为识别输入电压并手动选择相应放大增益，所述自动模式指自动识别输入电压并自动选择相应放大增益；

所述毫伏级电压门限比较模块分别与手动/自动模式选择开关模块和逻辑编码模块相接，用于在手动/自动模式选择开关模块切换至自动模式时，通过三组门限电平分别为10mV、100mV和1V的单限比较器，自动识别输入电压并输出相应的逻辑电平给逻辑编码模块；

所述逻辑编码模块分别与毫伏级电压门限比较模块、可编程增益运算放大模块和放大增益显示模块相接，用于对毫伏级电压门限比较模块输出的逻辑电平进行编码并输出相应的逻辑电平给可编程增益运算放大模块和放大增益显示模块；