本實(shí)用新型屬于脈沖信號(hào)處理領(lǐng)域，具體涉及一種激光脈沖信號(hào)的峰值保持電路，用于激光制導(dǎo)系統(tǒng)中光電信號(hào)的處理與控制。

背景技術(shù)：

在激光制導(dǎo)系統(tǒng)中，通常采用四象限光電探測(cè)器探測(cè)目標(biāo)方位。當(dāng)目標(biāo)發(fā)生偏移時(shí)，由于象限間輻射通量的變化，引起各個(gè)象限輸出的光電流變化，四象限探測(cè)器輸出的電流脈沖信號(hào)也會(huì)有相應(yīng)的變化，電流脈沖信號(hào)經(jīng)過一系列處理后會(huì)得到目標(biāo)角度解算值。所以，光電信號(hào)的處理至關(guān)重要，直接影響到制導(dǎo)系統(tǒng)的制導(dǎo)精度。

一般情況下，四象限光電探測(cè)器輸出電流脈沖信號(hào)后，為了便于后級(jí)處理首先要進(jìn)行I/V轉(zhuǎn)換，將電流脈沖信號(hào)變成電壓脈沖信號(hào)。電壓脈沖信號(hào)經(jīng)過緩沖放大后，一方面，四路電壓脈沖信號(hào)直接送入同步采樣A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行單次采樣，用于目標(biāo)角度值解算；另一方面，四路電壓脈沖信號(hào)進(jìn)行求和比較和整形，產(chǎn)生同步觸發(fā)信號(hào)送入DSP外部中斷，用于A/D采樣控制以及碼型識(shí)別。

但是，對(duì)于隨動(dòng)激光制導(dǎo)系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)安裝在一個(gè)由伺服電機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器以及兩自由度框架組成的伺服平臺(tái)上，由于伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器的存在，導(dǎo)致電路中存在不可消除的固有開關(guān)噪聲。特別是在激光脈沖信號(hào)處理電路中，開關(guān)噪聲的存在嚴(yán)重影響到電壓脈沖信號(hào)的單次采樣，也就影響導(dǎo)引頭測(cè)量目標(biāo)方位或俯仰角度的穩(wěn)定性與精確性，從而影響制導(dǎo)精確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本實(shí)用新型的目的是提供一種激光脈沖信號(hào)的峰值保持電路，能夠，以克服背景技術(shù)中存在的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種激光脈沖信號(hào)的峰值保持電路，包括用于接收電壓脈沖信號(hào)Vin的跨阻放大器D，跨阻放大器D輸出電壓Vout的輸出端用于連接采樣電路，跨阻放大器D對(duì)電壓脈沖信號(hào)Vin和輸出電壓Vout之間的壓差進(jìn)行放大，跨阻放大器D輸出的電流通過二極管Z對(duì)保持電容C4進(jìn)行充電。

較佳地，二極管Z的陽極和陰極分別連接跨阻放大器D的電流輸出端C和緩沖輸入端IN。

較佳地，二極管Z的陽極通過電阻R3連接供電電源負(fù)極端。

較佳地，二極管Z的陰極還通過保持時(shí)間控制電路連接控制器，保持時(shí)間控制電路包括高速開關(guān)管Q和保持電容C4，二極管Z的陰極連接保持電容C4的一端，保持電容C4的另一端接地；高速開關(guān)管Q的集電極通過電阻R4連接保持電容C4，高速開關(guān)管Q的基極通過電阻R5連接控制器，高速開關(guān)管Q的發(fā)射極接地，高速開關(guān)管的基極和發(fā)射極之間還設(shè)有電阻R6。

較佳地，跨阻放大器的信號(hào)接收端B用于接收電壓脈沖信號(hào)Vin，信號(hào)接收端B連接有高通濾波電路。

較佳地，高通濾波電路包括電容C3和電阻R1。

較佳地，跨阻放大器D的電壓輸出端OUT用于輸出電壓信號(hào)Vout，電壓輸出端OUT與反向輸入端E連接形成反饋回路。

較佳地，跨阻放大器D的靜態(tài)電流調(diào)整端IQAdj通過帶寬控制電路連接供電電源負(fù)極端，帶寬控制電路包括帶寬配置電阻R2。

較佳地，二極管Z為肖特二極管，肖特二極管的型號(hào)包括BAR18。

較佳地，跨阻放大器D的型號(hào)為OPA860ID。

本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型采用分立元件實(shí)現(xiàn)的峰值保持電路，電壓脈沖信號(hào)處理電路中加入峰值保持電路，對(duì)電壓脈沖信號(hào)峰值進(jìn)行展寬，調(diào)整電路參數(shù)，使展寬時(shí)間延遲到數(shù)十us，供后級(jí)采樣電路采樣，從而提高制導(dǎo)精確性。本實(shí)用新型的保持時(shí)間控制電路控制電壓脈沖峰值保持時(shí)間，可通過增大保持電容C4電容值增加峰值保持時(shí)長。接收電壓脈沖信號(hào)Vin時(shí)通過高通濾波電路進(jìn)行濾波，并可通過帶寬配置電阻R2的電阻值調(diào)節(jié)帶寬。本實(shí)用新型相比于傳統(tǒng)集成的峰值保持模塊，本實(shí)用新型電路控制更加靈活，成本也更低。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。

本實(shí)用新型采用跨導(dǎo)型峰值保持電路設(shè)計(jì)，主要由跨阻放大器D、肖特基二極管Z、低ESR的保持電容C4以及高速開關(guān)管Q等元件組成?？缱璺糯笃鱀將電壓輸入變?yōu)殡娏鬏敵觯瑸殡娙萜鞒潆?，?dāng)電容電壓達(dá)到峰值時(shí)，電流已趨于零，從而達(dá)到峰值保持功能。

基本原理為跨阻放大器D對(duì)輸入電壓Vin和輸出電壓Vout之間的電壓差進(jìn)行放大，其輸出為電流信號(hào)。若Vout小于Vin，則跨阻放大器輸出的電流信號(hào)通過二極管Z對(duì)電容C充電，若Vout大于Vin，二極管不導(dǎo)通，電容C上的電壓維持不變。它將電壓輸入變?yōu)殡娏鬏敵?，?dāng)電容電壓達(dá)到峰值時(shí)，電流已趨于零，所以基本無過沖。

一種激光脈沖信號(hào)的峰值保持電路，包括用于接收電壓脈沖信號(hào)Vin的跨阻放大器D，所述跨阻放大器D輸出電壓Vout的輸出端用于連接采樣電路，跨阻放大器D對(duì)電壓脈沖信號(hào)Vin和輸出電壓Vout之間的壓差進(jìn)行放大，跨阻放大器D輸出的電流通過二極管Z對(duì)保持電容C4進(jìn)行充電。本實(shí)施例的二極管D為肖特二極管，具體型號(hào)為BAR18肖特二極管。

二極管Z的陽極和陰極分別連接跨阻放大器D的電流輸出端C和其緩沖輸入端IN，二極管Z的陰極連接保持電容C4的一端，保持電容C4的另一端接地。二極管Z的陽極通過電阻R3連接-5V供電電源負(fù)極端。

二極管Z的陰極還通過保持時(shí)間控制電路連接控制器，保持時(shí)間控制電路包括高速開關(guān)管Q和保持電容C4，二極管Z的陰極連接所述保持電容C4的一端，保持電容C4的另一端接地；高速開關(guān)管Q的集電極通過電阻R4連接保持電容C4，高速開關(guān)管Q的基極通過電阻R5連接控制器，高速開關(guān)管Q的發(fā)射極接地，高速開關(guān)管的基極和發(fā)射極之間還設(shè)有電阻R6?？缱璺糯笃鞯男盘?hào)接收端B用于接收電壓脈沖信號(hào)Vin，信號(hào)接收端B連接有高通濾波電路。高通濾波電路包括電容C3和電阻R1。

跨阻放大器D的電壓輸出端OUT用于輸出電壓信號(hào)Vout，電壓輸出端OUT與反向輸入端E連接形成反饋回路。

跨阻放大器D的靜態(tài)電流調(diào)整端IQAdj通過帶寬控制電路連接-5V供電電源負(fù)極端。帶寬控制電路包括帶寬配置電阻R2。

跨阻放大器D的連接于-5V供電電源負(fù)極輸入端的引腳V-還連接有電容C2，跨阻放大器D的連接于+5V供電電源正極輸入端的引腳V+還連接有電容C1。電容C1和電容C2的電容值為0.01uF。

本實(shí)用新型在工作中，電壓脈沖信號(hào)Vin經(jīng)過電容C3與電阻R1高通濾波隔之后送入跨阻放大器D，跨阻放大器D對(duì)輸入的電壓脈沖信號(hào)Vin和輸出電壓Vout之間的電壓差進(jìn)行放大，其輸出為電流信號(hào)，為保持電容C4充電。當(dāng)Vout小于Vin，則跨阻放大器D輸出的電流信號(hào)通過肖特基二極管Z對(duì)保持電容C4充電，若Vout大于Vin，肖特基二極管Z不導(dǎo)通，保持電容C4上的電壓維持不變，即實(shí)現(xiàn)電壓脈沖峰值保持功能。

電壓脈沖峰值保持時(shí)間通過保持電容C4和高速開關(guān)管Q來控制，增大保持電容容值，利于增加峰值保持時(shí)長，但因電壓脈沖充電時(shí)間較短又難以達(dá)到原有的峰值高度，峰值存在一定的降落；相反，降低保持電容容值，利于峰值保持的精度，但會(huì)降低保持時(shí)長；因此需要選取合適的保持電容容值。

高速開關(guān)管Q的功能是精確控制峰值保持時(shí)間并實(shí)現(xiàn)峰值快速放電。電壓脈沖信號(hào)Vin到來時(shí)刻會(huì)產(chǎn)生同步觸發(fā)脈沖送入DSP控制器，DSP控制器通過定時(shí)器定時(shí)輸出一個(gè)Discharge控制信號(hào)來控制峰值保持時(shí)間，當(dāng)Discharge為高電平時(shí)，高速開關(guān)管Q導(dǎo)通，保持電容C4通過R4放電，保證在下一個(gè)電壓脈沖周期到來之前峰值能夠放電完成。

本實(shí)用新型的主要元器件選型有一定的要求，特別是肖特基二極管、保持電容以及高速開關(guān)管，都要求反向漏電流盡可能的小?？缱璺糯笃鱀選擇TI公司的OPA860ID，其帶寬在350MHz以上，跨導(dǎo)為95mA/V，且自帶緩沖放大器；高速肖特基二極管Z選擇ST公司的BAR18，其響應(yīng)速度最大為100ps，反向漏電流最大為200nA，正向壓降最大為0.41V，反向擊穿電壓高達(dá)70V；保持電容選擇低ESR、反向漏電流較低的瓷片電容器；高速開關(guān)管Q選擇873廠的BT2222，其導(dǎo)通時(shí)間為35ns。

本實(shí)用新型采用分立元件實(shí)現(xiàn)的峰值保持電路，電壓脈沖信號(hào)處理電路中加入峰值保持電路，對(duì)電壓脈沖信號(hào)峰值進(jìn)行展寬，調(diào)整電路參數(shù)，使展寬時(shí)間延遲到數(shù)十us，送入A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣，可使得在一個(gè)激光脈沖周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)連續(xù)采樣數(shù)個(gè)點(diǎn)，再通過處理器對(duì)采樣得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行均值濾波算法處理，能夠使導(dǎo)引頭測(cè)量目標(biāo)方位或俯仰角度的穩(wěn)定性與精確性得到很大改善，從而提高制導(dǎo)精確性。相比于國產(chǎn)集成的峰值保持模塊，該電路控制更加靈活，成本也較低。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。本說明書中未作詳細(xì)描述的部分屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。