信號電路時延檢測系統的製作方法

2023-04-22 21:23:26

專利名稱：信號電路時延檢測系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及信號電路領域，特別是關於一類信號電路相時延檢測系統。
背景技術：
時延是信號在給定媒體中行進所需的時間，由於時延具有色散性，即時延隨電路信號頻率的變化而變化，這使得一個系統或網絡不能籠統地用一個時延術語或時延特性來描述。電路中的傳輸延遲一直是限制數字系統時鐘頻率提高的關鍵因素，目前以確保數字電路時間特性正確性為目標的時延測試是集成電路(簡稱IC)測試領域的熱點問題。此外時延特性已成為現代電子工程的主要技術指標之一，時延特性影響著系統的信號傳輸失真和信號傳輸質量。從20世紀70年代以來，對時延檢測理論、方法和性能等方面的研究從未停止過，但目前時延檢測的研究存在一些問題，主要表現為:(I)僅僅是時延檢測理論和技術得到深入研究和進一步發展，時延檢測裝置的研發卻尚未成熟。(2)隨著時延估計的廣泛應用，時延估計方法需要更多的考慮各種實際因素，時延估計問題呈現出多樣化，對時延估計方法提出了新的要求。

發明內容
本發明的目的是為克服現有技術中的不足，提供了一種低成本、實用、方便、測量精準的信號電路時延檢測系統。本發明採用的技術方案是:由受第一微控制器MCUl控制的信號發生器產生一個被測電路所需要的頻率的信號，信號分為相同的兩路信號，一路信號直接作為CPLD (Complex Programmable Logic Devices,複雜可編程邏輯器件)時延檢測單元信號的輸入；另外一路經過被測設備後再作為CPLD時延檢測單元信號的輸入；CPLD採用雙輸入測量時差法計算兩路不同信號的時差，並將時差值轉換為時延值後送入第二微控制器MCU2進行分析處理；第二微控制器MCU2將信號電路的時延特性曲線圖顯示在TFT觸控螢幕上，並可通過SD卡存儲圖片，方便歷史查詢。一種信號電路時延檢測系統，其特徵在於:接收輸入信息的鍵盤連接第一微控制器MCU1，第一微控制器MCUl控制信號發生器產生一個被測電路所需要的頻率的信號，該信號分為兩路，一路直接輸入到第二比較器，另外一路經過被測信號電路後輸入到第一比較器，經第一比較器、第二比較器輸出的兩路信號再輸入到CPLD，CPLD的輸出連接到第二微控制器MCU2，第二微控制器MCU2連接TFT觸控螢幕和用於存儲信息的SD卡。所述第一微控制器MCUl與第二微控制器MCU2連接，相互通信。所述的信號發生器包括直接數字頻率合成器(Direct Digital Synthesizer:DDS)> 數模轉換器(Digital To Analog Conventer:DAC)、壓控放大器(voltagecontrolled amplifier:VCA)、軌到軌放大器和信號幅度檢測器，DDS、DAC連接VCA，信號從VCA輸入到軌到軌放大器後輸出正弦波，正弦信號輸入到信號幅度檢測器，信號幅度檢測器連接所述第一微控制器MCUl。
所述DDS通過一緩衝器與所述第一微控制器MCUl連接。所述信號發生器的信號輸出端經一跟隨放大器連接至二階巴特沃斯濾波器。所述第一微控制器MCUl經第二數模轉換器TLV5638(U4)連接到反向放大器，反向放大器連接到壓控放大器VCA ;所述二階巴特沃斯濾波器輸出的信號連接第二跟隨放大器，第二跟隨放大器連接至壓控放大器VCA，壓控放大器VCA連接至軌到軌放大器，所述軌到軌放大器輸出正弦波信號V0UT。正弦波信號VOUT連接二極體整流電路和RMS-DC電路，二極體整流電路和RMS-DC電路分別連接到開關的I和2引腳，開關的3引腳連接到ADC，ADC連接到所述第一微控制器MCU1，第一微控制器MCUl連接開關的4引腳，控制開關的導通迴路，所述第一微控制器MCUl同時連接到所述DAC，DAC連接到所述壓控放大器VCA，控制正弦波信號VOUT的幅度。所述第一控制器MCUl的一引腳端連接一 MOS管的柵極，MOS管的漏極連接+5V電壓，源極連接高頻繼電器的第10引腳，所述高頻繼電器的第10引腳同時連接二極體的陰極，二極體的陽極連接高頻繼·電器的第I引腳，高頻繼電器的第2引腳連接到正弦波信號V0UT，高頻繼電器的第3引腳輸出最終信號S0UT。本發明的有益效果是:1、信號的寬帶測量:在CPLD時延檢測單元中，對被測信號電路採用雙輸入時差測量法，從而可以保證寬帶信號的測量。2、測量信號頻率可調:DDS信號發生器產生的信號頻率和幅度可調，幅度最大可達8V，頻率在O IOMHz範圍內可調且步進可達1Hz。不同頻率的信號可以滿足不同測量要求，可測量不同信號單元電路(例如濾波器等)的信號時延特性。3、時延檢測精確:利用CPLD的高速高性能特性，根據CPLD構成的高速計數器的最大計數位數Dmax、外部時鐘的周期T。和最大時延值Idmax三者之間的方程DmaxXTftdmax,取最大時延值tdmax=650us，最大計數位數Dmax為16bit，根據CPLD的時鐘頻率f。的表達式
權利要求
1.一種信號電路時延檢測系統，其特徵在於:接收輸入信息的鍵盤連接第一微控制器，第一微控制器控制信號發生器產生一個被測電路所需要的頻率的信號，該信號分為兩路，一路直接輸入到第二比較器，另外一路經過被測信號電路後輸入到第一比較器，經第一比較器、第二比較器輸出的兩路信號再輸入到CPLD，CPLD的輸出連接到第二微控制器，第二微控制器連接TFT觸控螢幕和用於存儲信息的SD卡。
2.根據權利要求1所述的信號電路時延檢測系統，其特徵在於:所述第一微控制器與第二微控制器連接，相互通信。
3.根據權利要求1所述的信號電路時延檢測系統，其特徵在於:所述的信號發生器包括DDS、DAC、壓控放大器、軌到軌放大器和信號幅度檢測器，DDS、DAC連接壓控放大器，信號從壓控放大器輸入到軌到軌放大器後輸出正弦波，正弦信號輸入到信號幅度檢測器，信號幅度檢測器連接所述第一微控制器。
4.根據權利要求3所述的信號電路時延檢測系統，其特徵在於:所述DDS通過一緩衝器與所述第一微控制器連接。
5.根據權利要求4所述的信號電路時延檢測系統，其特徵在於:所述DDS的信號輸出端經一跟隨放大器連接至二階巴特沃斯濾波器。
6.根據權利要求5所述的信號電路時延檢測系統，其特徵在於:所述第一微控制器經第二數模轉換器連接到反向放大器，反向放大器連接到壓控放大器；所述二階巴特沃斯濾波器輸出的信號連接第二跟隨放大器，第二跟隨放大器連接至壓控放大器，壓控放大器連接至軌到軌放大器，所述軌到軌放大器輸出正弦波信號VOUT。
7.根據權利要求6所述的信號電路時延檢測系統，其特徵在於:正弦波信號VOUT連接二極體整流電路和RMS-DC轉換電路，二極體整流電路和RMS-DC轉換電路分別連接到開關的I和2引腳，開關的3引腳連接到ADC，ADC連接到所述第一微控制器，第一微控制器連接開關的4引腳，控制開關的導通迴路，所述第一微控制器同時連接到所述DAC，DAC連接到所述壓控放大器，控制正弦波信號VOUT的幅度。
8.根據權利要求6所述的信號電路時延檢測系統，其特徵在於:所述第一微控制器的一引腳端連接一MOS管的柵極，MOS管的漏極連接+5V電壓，源極連接高頻繼電器的第10引腳，所述高頻繼電器的第10引腳同時連接二極體的陰極，二極體的陽極連接高頻繼電器的第I引腳，高頻繼電器的第2引腳連接到正弦波信號V0UT，高頻繼電器的第3引腳輸出最終信號SOUT。
9.根據權利要求1所述的信號電路時延檢測系統，其特徵在於:所述CPLD內進行時延檢測的步驟為: 在CPLD時延檢測程序中採用雙輸入時差測量法，當一路信號的上升沿先到達CPLD時，觸發CPLD開始計數，當另外一路信號到達CPLD時截止計數，得到計數值D，再通過被測信號電路的時延td的表達式td =D/f0 μs將計數值轉換為時延值，其中，f0為CPLD的時鐘頻 率。
全文摘要
本發明公開了一種信號電路時延檢測系統，第一微控制器控制信號發生器產生兩路信號，一路信號直接輸入到第二比較器，另外一路經過被測信號電路後輸入到第一比較器，經兩個比較器輸出的兩路信號再輸入到CPLD，CPLD的輸出連接到第二微控制器，第二微控制器MCU2連接TFT觸控螢幕和用於存儲信息的SD卡。在CPLD時延檢測單元中，對被測信號電路採用雙輸入時差測量法，從而可以保證寬帶信號的測量。信號發生器產生的信號頻率和幅度可調。不同頻率的信號可以滿足不同測量要求，可測量不同信號單元電路的信號時延特性。本發明可測量一定頻率範圍的不同信號電路的時延特性曲線，並可將其存儲到SD卡中，方便歷史查詢。
文檔編號G01R31/317GK103163449SQ20131011055
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月1日 優先權日2013年4月1日
發明者唐瑩瑩, 陳秉巖, 劉文婷, 周妍, 朱暉, 周娟, 殷澄, 朱昌平, 高遠, 單鳴雷 申請人:河海大學常州校區