流電路12。運(yùn)算放大器11接收低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)a并對(duì)其進(jìn)行比例放大，產(chǎn)生放大的脈沖信號(hào)b ;整流電路12連接運(yùn)算放大器11的輸出端，接收放大的脈沖信號(hào)b并對(duì)其進(jìn)行整流，將脈沖信號(hào)的負(fù)脈沖轉(zhuǎn)換為正脈沖，或者將脈沖信號(hào)的負(fù)脈沖轉(zhuǎn)換為正脈沖，輸出整流脈沖信號(hào)c以作為所述同步脈沖信號(hào)，在本實(shí)施例中，整流電路12輸出的整流脈沖信號(hào)c直接傳輸給控制模塊2處理。
[0033]進(jìn)一步的，繼續(xù)參看圖1和圖2，在本實(shí)施例中，同步信號(hào)產(chǎn)生模塊1還包括電壓比較器13。電壓比較器13連接所述整流電路12的輸出端，接收整流脈沖信號(hào)c并將其與預(yù)設(shè)的電壓值比較，以調(diào)整所述整流脈沖信號(hào)的各脈沖的幅度為相同，輸出比較后的信號(hào)d作為所述同步脈沖信號(hào)，在本實(shí)施例中，電壓比較器13輸出的比較后的信號(hào)d直接傳輸給控制模塊2處理，也就是整流脈沖信號(hào)不直接傳輸給控制模塊2處理而是經(jīng)由電壓比較器13比較后再傳輸給控制模塊2處理。
[0034]在一個(gè)實(shí)施例中，假設(shè)整流脈沖信號(hào)c均被整形為了正脈沖，將整流脈沖信號(hào)c和預(yù)設(shè)的電壓值進(jìn)行比較，整流脈沖信號(hào)c的脈沖大于預(yù)設(shè)電壓值(正電壓值)時(shí)，小于預(yù)設(shè)電壓值則輸出低電平，該預(yù)設(shè)的電壓值需要小于整流脈沖信號(hào)C脈沖幅度的最低值，從而保留了窄脈沖模擬量信號(hào)的原始信息，輸出規(guī)整的比較后的信號(hào)，也就是各脈沖的幅度值都相同?？梢岳斫猓?dāng)整流脈沖信號(hào)C均為負(fù)脈沖時(shí)，預(yù)設(shè)的電壓值則為負(fù)值，整流脈沖信號(hào)的絕對(duì)值大于等于預(yù)設(shè)電壓值的絕對(duì)值的輸出高電平，反之輸出低電平。
[0035]在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)算放大器11為高速運(yùn)放，其比例放大系數(shù)在20以上，對(duì)幅度很小的窄脈沖模擬量信號(hào)進(jìn)行有效放大，避免放大系數(shù)太小導(dǎo)致輸出電壓低于電壓比較器的閾值，對(duì)于幅度比較大的窄脈沖模擬量高速運(yùn)放將飽和輸出，輸出電壓為高速運(yùn)放的供電電壓。
[0036]在一個(gè)較佳的實(shí)施例中，同步信號(hào)產(chǎn)生模塊1還包括脈沖波形整形器(圖中未示出)，脈沖波形整形器連接電壓比較器13的輸出端，以對(duì)比較后的信號(hào)進(jìn)行波形整形，輸出整形后的信號(hào)作為同步脈沖信號(hào)，例如是信號(hào)74HC14的波形整形器，可將輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換成清洗、無抖動(dòng)的輸出信號(hào)。
[0037]進(jìn)一步的，控制模塊2由FPGA實(shí)現(xiàn)。控制模塊2使用20.48MHz的采樣時(shí)鐘對(duì)所述同步脈沖信號(hào)進(jìn)行采樣?？刂颇K2在采樣到所述同步脈沖信號(hào)的脈沖時(shí)，延遲一定時(shí)間后產(chǎn)生一采樣控制信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述采樣模塊3由A/D轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)。
[0038]具體的，參看圖3，F(xiàn)PGA使用20.48MHz的采樣時(shí)鐘對(duì)同步脈沖信號(hào)進(jìn)行采樣，采樣精度優(yōu)于50ns，如圖3所示的低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)a的脈寬為500ns，同步脈沖信號(hào)延時(shí)大概100ns。由于AD轉(zhuǎn)換芯片要求10ns的保持時(shí)間，所以FPGA監(jiān)測到同步脈沖信號(hào)后，控制AD轉(zhuǎn)換芯片延時(shí)150ns后再對(duì)低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)a進(jìn)行采樣，由圖2可以看出在一個(gè)低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)a的脈寬時(shí)間內(nèi)，還有250ns的時(shí)間余量，足夠AD模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行采樣。
[0039]在一個(gè)實(shí)施例中，采樣模塊3將所述采樣信號(hào)輸出至所述控制模塊2，以對(duì)采樣后的窄脈沖模擬量進(jìn)行基帶處理，從而輸出所需脈沖信號(hào)PCM。
[0040]本實(shí)用新型雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本實(shí)用新型權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)采樣器，其特征在于，包括: 同步信號(hào)產(chǎn)生模塊，用以接收所述低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)，并產(chǎn)生與其同步、等寬的同步脈沖信號(hào)； 控制模塊，其配置有采樣時(shí)鐘，用以根據(jù)采樣時(shí)鐘對(duì)所述同步脈沖信號(hào)采樣，并在采樣到所述同步脈沖信號(hào)的脈沖時(shí)產(chǎn)生一采樣控制信號(hào)； 采樣模塊，接收所述低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)和采樣控制信號(hào)，響應(yīng)于每所述采樣控制信號(hào)而對(duì)所述低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)進(jìn)行采樣，從而獲得低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)的米樣信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)采樣器，其特征在于，所述同步信號(hào)產(chǎn)生模塊包括: 運(yùn)算放大器，接收所述低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行比例放大，產(chǎn)生放大的脈沖信號(hào)； 整流電路，連接所述運(yùn)算放大器的輸出端，接收所述放大的脈沖信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行整流，將脈沖信號(hào)的負(fù)脈沖轉(zhuǎn)換為正脈沖，或者將脈沖信號(hào)的負(fù)脈沖轉(zhuǎn)換為正脈沖，輸出整流脈沖信號(hào)以作為所述同步脈沖信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)采樣器，其特征在于，所述同步信號(hào)產(chǎn)生模塊還包括: 電壓比較器，連接所述整流電路的輸出端，接收所述整流脈沖信號(hào)并將其與預(yù)設(shè)的電壓值比較，以調(diào)整所述整流脈沖信號(hào)的各脈沖的幅度為相同，輸出比較后的信號(hào)作為所述同步脈沖信號(hào)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)采樣器，其特征在于，所述同步信號(hào)產(chǎn)生模塊還包括: 脈沖波形整形器，連接所述電壓比較器的輸出端，以對(duì)比較后的信號(hào)進(jìn)行波形整形，輸出整形后的信號(hào)作為所述同步脈沖信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)采樣器，其特征在于，所述運(yùn)算放大器為高速運(yùn)放，其比例放大系數(shù)在20以上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)采樣器，其特征在于，所述控制模塊由FPGA實(shí)現(xiàn)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)采樣器，其特征在于，所述控制模塊使用20.48MHz的采樣時(shí)鐘對(duì)所述同步脈沖信號(hào)進(jìn)行采樣。8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)采樣器，其特征在于，所述控制模塊在采樣到所述同步脈沖信號(hào)的脈沖時(shí)，延遲一定時(shí)間后產(chǎn)生一采樣控制信號(hào)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)采樣器，其特征在于，所述采樣模塊由A/D轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)采樣器，其特征在于，所述采樣模塊將所述采樣信號(hào)輸出至所述控制模塊，以對(duì)采樣后的窄脈沖模擬量進(jìn)行基帶處理。
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)采樣器，包括：同步信號(hào)產(chǎn)生模塊，用以接收所述低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)，并產(chǎn)生與其同步、等寬的同步脈沖信號(hào)；控制模塊，其配置有采樣時(shí)鐘，用以根據(jù)采樣時(shí)鐘對(duì)所述同步脈沖信號(hào)采樣，并在采樣到所述同步脈沖信號(hào)的脈沖時(shí)產(chǎn)生一采樣控制信號(hào)；采樣模塊，接收所述低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)和采樣控制信號(hào)，響應(yīng)于每所述采樣控制信號(hào)而對(duì)所述低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)進(jìn)行采樣，從而獲得低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)的采樣信號(hào)。本實(shí)用新型提高采樣效率，節(jié)約采樣數(shù)據(jù)通道資源，可以在不提高通信碼速率的前提下實(shí)現(xiàn)對(duì)低頻率窄脈沖模擬量信號(hào)的采集。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號(hào)】CN205028122
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520828460
【發(fā)明人】康超, 謝作全, 龍武, 鮑中華, 陳蔚涵
【申請(qǐng)人】上海航天測控通信研究所
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年10月23日