專利名稱：隨機信號峰值幅度的甄別分析器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種隨機信號峰值幅度的甄別分析器，適用于信號電壓峰值測量、便攜式核能譜測量儀等領域。
背景技術：
目前，用于甄別信號峰值幅度分析器普遍采用二極管、電容、電子開關、A/D和微處理器組成，其中，二極管和電容組成采樣保持電路，利用二極管單向導電性，實現(xiàn)峰值幅度采集，后續(xù)A/D電路完成模數(shù)轉換，最后由微處理器進行數(shù)據(jù)處理。在A/D轉換過程中，分析器關斷電子開關，防止后續(xù)信號疊加到采樣保持電容上。盡管這種處理方法比較簡單，但在開啟電子開關進行采樣保持時，沒有約束采集的起始時間，容易出現(xiàn)信號下降階段啟動采集，從而影響信號峰值電壓采集的準確性。

發(fā)明內(nèi)容
為了對上升階段的信號進行快速、準確、有效甄別和捕捉，確保在信號能夠在上升階段采集直至峰值電壓輸出。本發(fā)明主要由跟隨器、過零比較器、移相比較器、電子開關、兩級采樣保持電路與時序組合控制電路組成。過零比較器和移相比較器的兩個輸出端、A/D的當前狀態(tài)和微處理器控制信號分別連接到可編程控制器，構成時序組合控制電路，可甄別和捕捉信號的上升階段信息，控制第二級采樣保持電路，保證其在信號的上升階段進行采樣，直到峰值時啟動后續(xù)A/D處理；時序組合控制電路在A/D轉換時或信號的下降階段，關斷第二級采樣保持電路，不進行采樣保持。
為實現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術方案是在信號輸入和輸出部分采用兩個跟隨器，提高輸入阻抗和降低輸出阻抗，減少信號衰減量；兩個高速比較器為過零比較器和移相比較器。其中，過零比較器的一個輸入端接地，另一個輸入端接輸入的信號，用于獲得輸入信號的起始位置；移相比較器的一個輸入端接跟隨器的輸出端，另一個輸入端接第一級采樣保持電路的電容。兩個比較器的輸出端、A/D當前狀態(tài)標志位、微處理器控制位構成時序組合控制電路，可甄別和捕捉信號的上升階段信息，輸出控制第二級采樣保持電路的電子開關，確保在信號的上升階段導通，使電路持續(xù)采樣直至峰值輸出，供后續(xù)A/D轉換；在A/D轉換期間，關斷電子開關，防止當前峰值電壓受后續(xù)信號峰值的影響；轉換完成后，將電路中的保持電容完全放電，使當前峰值電壓不影響后續(xù)信號的采集。
本發(fā)明的有益效果是，能甄別和捕捉到信號的上升階段，其次，確保在信號的上升階段采集直至峰值電壓輸出，具有響應快速、采集準確的優(yōu)點。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。
圖1是本發(fā)明的設計原理圖。
圖2是本發(fā)明的電路原理圖。
圖1中，1.跟隨器，2.過零比較器，3.移相比較器，4.電子開關，5.電子開關，6.時序組合控制電路，7.采樣保持電路，8.電子開關，9.保持電路，10.電子開關，11.跟隨器，12.A/D轉換，13.微處理器。
具體實施方案在圖1中，跟隨器(1)與過零比較器(2)、移相比較器(3)、電子開關(4)相連。時序組合控制電路(6)與過零比較器(2)、移相比較器(3)、電子開關(4)、(5)、(8)、(10)、A/D(12)和微處理器(13)相連。采樣保持電路(7)與電子開關(4)、(5)、(8)相連。保持電路(9)與電子開關(8)、(10)、跟隨器(11)相連。A/D(12)與時序組合控制電路(6)、跟隨器(11)、微處理器(13)相連。
在圖2中，信號輸入經(jīng)過一個分壓電阻R1連接到跟隨器(U2)正相輸入端第3腳，跟隨器(U2)的輸出端第6腳串聯(lián)一個電阻R6連接到其反相輸入端第2腳、比較器(U1A、U1B)的正相輸入端第4腳和第10腳，同時，經(jīng)過一個二極管D1連接到電子開關(U3A)的輸入腳第2腳。比較器(U1A)的反相輸入端第5腳接一個固定電平0.5V，比較器(U1B)的反相輸入端第9腳連接到電子開關(U3B)的第6腳。比較器(U1A、U1B)的兩個輸出端第12腳和第7腳分別通過電阻(R3、R2)連接到電源+5V，構成上拉電路，并分別連接到可編程控制器(U4)的兩個輸入端第8、9腳(IN7、IN8)?？删幊炭刂破?U4)的一個輸出端第19腳(IO7)連接到電子開關(U3A)的控制端第1腳。電子開關(U3A)的輸出端第3腳連接一個電容(C1)、電阻(R4)和電子開關(U3B)的一個輸入端第6腳，這三個器件的另外一端同時連接到地；電子開關(U3A)的輸出端第3腳還連接到跟隨器(U5)的正相輸入端第3腳。電子開關(U3B)的控制端第8腳連接到可編程控制器(U4)的一個輸出端口第18腳(IO6)。跟隨器(U5)的輸出端第6腳和其自身的反相輸入端第2腳連接，同時串聯(lián)一個電阻(R5)連接到電子開關(U3C)的一個輸入端第10腳。電子開關(U3C)的控制端第9腳連接到可編程控制器(U4)的一個輸出端第13腳(IO1)，輸出端第11腳連接到一個電容(C2)、跟隨器(U6)的正相輸入端第3腳、電子開關(U3D)的一個輸入端第14腳，電容(C2)和電子開關(U3C)的一個輸出端第15腳同時連接到地。電子開關(U3D)的控制端第16腳連接到可編程控制器(U4)一個輸出端第14腳(IO2)。跟隨器(U6)的輸出端第6腳和其自身的反相輸入端第2腳連接，同時還連接到A/D轉換器件(U7)的輸入端(10Vspn)。A/D轉換器件(U7)的狀態(tài)端(STS)連接到可編程控制器(U4)的一個輸入端第6腳(IN5)，其轉換控制端(CE)連接到可編程控制器的一個輸出端第12腳(IO0)，其A/D的12位結果輸出分別對應連接到微處理器(U10)的12個引腳。微處理器(U10)的一個輸入端(P11)連接到A/D器件(U7)的狀態(tài)端(STS)，一個輸出端(P10)連接到可編程控制器的一個輸入端第7腳(IN6)。
權利要求
1.一種隨機信號峰值幅度的甄別分析器，其特征是由兩個跟隨器、過零比較器、移相比較器、兩級采樣保持電路、時序組合控制電路、電子開關、A/D轉換和微處理器順序電連接而成。
2.按照權利要求1所述的隨機信號峰值幅度甄別裝置，其特征是過零比較器2的一個輸入端與跟隨器1相連；移相比較器3的一個輸入端和跟隨器1相連，另一個輸入端與采樣保持電路7相連。
3.按照權利要求1所述的隨機信號峰值幅度甄別裝置，其特征是時序組合控制電路6的四個輸入信號分別來自過零比較器2、移相比較器3、A/D12的狀態(tài)位和微處理器13控制信號，四個輸出信號分別連接電子開關4、5、8、10，一個輸出信號和A/D的一個輸入端相連。
4.按照權利要求1所述的隨機信號峰值幅度甄別裝置，其特征是采樣保持電路7與電子開關4、5、8相連。
5.按照權利要求1所述的隨機信號峰值幅度甄別裝置，其特征是保持電路(9)和電子開關8、10、跟隨器11相連。
全文摘要
一種隨機信號峰值幅度甄別裝置，適用于信號電壓峰值檢測、便攜式核輻射儀器等領域。本發(fā)明裝置主要由跟隨器、過零比較器、移相比較器、兩級采樣保持電路、電子開關、時序組合控制電路、A/D轉換和微處理器組成。兩個比較器的輸出端、A/D當前狀態(tài)端和微處理器控制信號分別連接到可編程控制器的輸入端，構成時序組合控制電路，可甄別和捕捉信號的上升階段和下降階段信息，控制第二級采樣保持電路，保證其在信號的上升階段進行采樣，直到峰值時啟動后續(xù)A/D處理；在A/D轉換時或信號的下降階段，關斷第二級采樣保持電路，不進行采樣保持。
文檔編號G01R19/00GK1821793SQ200510048370
公開日2006年8月23日 申請日期2005年12月31日 優(yōu)先權日2005年12月31日
發(fā)明者吳允平, 蔡聲鎮(zhèn), 蘇偉達, 吳進營 申請人:福建師范大學