一種信號自動控制峰值檢測器的製作方法

2023-10-09 17:05:44 2

專利名稱：一種信號自動控制峰值檢測器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種峰值檢測器。具體地來說涉及應用微分過零比較甄別的 雙沿控制峰值檢測器。
背景技術：
在核輻射探測器中，為了能夠使模數轉換器(analog-to-digital converter, ADC)準確有效地採集到峰值檢測器輸出的峰值信號，峰值甄別器起到了至關重要的作用。 為了讓核輻射探測器性能得到良好的發揮，峰值甄別器需要滿足1、為了方便ADC準確採 集峰值信息，需要峰值甄別器準確判定輸入信號峰值到達時間；2、為了減少整個系統的死 時間，需要峰值甄別器在採用高速ADC的情況下不會出現對峰值信息的錯誤記錄。之前的石if 究(Caccic S, Bertuccio G. IEEE Transact ions on Nuclear Science, 2007, 54 (3) 538-540.)提到的峰值甄別器是靠比較峰值檢測與保持電路(peak detector, PD)的輸入輸出電壓來確定檢測峰值到達時刻，如圖3所示，輸入信號一路經PD 電路31後輸出電壓到ADC32模擬電壓輸入端和峰值甄別器34中比較器61正端，另一路經 峰值甄別器34中比較器61負端，與PD電路31輸出電壓進行比較，輸出脈衝控制ADC32) ADC32在轉化完成後由EOC端輸出高電平控制處理器33讀取數據，處理器33完成數據讀 取後輸出復位信號給PD電路31和ADC32，以便進行後續信號 峰值檢測。為了避免由於脈 衝信號的隨機性造成的漏計、錯計，就必須對ADC的轉換速度進行折中考慮，這樣限制了高 速ADC的應用。邱穎豫等人在《基於MCU氡室數據採集系統的譜測量電路》以及黃通情等 在《一種GPS核能譜測量儀的研製》提到的峰值甄別器是利用電容的洩露和蓄能作用，讓輸 入信號與自身延時信號作比較來確定峰值到達時刻，如圖2所示，輸入信號一路經PD電路 21後輸出電壓到ADC22模擬電壓輸入端，另一路經峰值甄別器24中的延時電路51接到比 較器52正端，與比較器52負端的輸入信號進行比較，輸出脈衝控制ADC22。ADC22在轉化 完成後由EOC端輸出高電平控制處理器23讀取數據，處理器23完成數據讀取後輸出復位 信號給PD電路21和ADC22。但是由於復位信號是處理器接收完數據後觸發的，後續隨機輸 入信號的影響，也會造成整個系統的錯計現象。以上兩種峰值檢測電路，雖然採用了不同的 峰值甄別辦法，但都採用了在數據接收完成後立即復位的辦法，這樣在採用快速ADC時就 容易造成數據的錯計現象，如圖5、圖6所示，限制了高速ADC的應用。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種能減小系統單峰數據轉換時間，提高ADC轉換速 度，不會出現數據錯計誤差的信號自動控制峰值檢測器。本實用新型的目的是這樣實現的包括PD電路11、峰值甄別電路14、ADC12、後端處理器13 ；輸入信號一路經PD電 路11後輸出峰值電壓到ADC12模擬電壓輸入端，輸入信號另一路經微分電路41接到比較 器42負端，與零電壓進行比較，輸出脈衝控制ADC12以及後端處理器13產生復位信號給PD電路11和ADC12 ；ADC12在轉化完成後由EOC端輸出高電平控制處理器13讀取數據。本實用新型所述的峰值甄別電路14，可通過優化設計微分電路41和比較器42內部參數來提高甄別電路14檢測峰值到達時刻的精度。本實用新型設計了一種改進的甄別電路，採用微分過零比較的方法，將單極性信 號成形為雙極性脈衝信號，利用輸出矩形脈衝的雙沿控制ADC啟動與電路復位，實現輸入 信號自動觸發控制，使其適用于波形寬度較大、ADC轉化速度快的應用場合，消除了對高速 ADC的限制，減少系統採集信號的死時間。

圖1是本實用新型的應用微分過零比較甄別的峰值檢測系統示意圖；圖2是應用信號延時比較甄別的峰值檢測系統示意圖；圖3是應用PD輸入輸出電壓比較甄別的峰值檢測系統示意圖；圖4是本實用新型的應用微分過零比較甄別的峰值檢測系統仿真結果；圖5是應用信號延時比較甄別的峰值檢測系統仿真結果；圖6是應用PD輸入輸出電壓比較甄別的峰值檢測系統仿真結果。
具體實施方式
以下結合附圖舉例對本實用新型做更詳細的描述結合圖1，應用該峰值甄別電路的峰值檢測器包括PD電路11、峰值甄別電路14、 ADC12、後端處理器13四部分。輸入信號一路經PD電路11後輸出峰值電壓到ADC12模擬 電壓輸入端，另一路經微分電路41接到比較器42負端，與零電壓進行比較，輸出脈衝控制 ADC12以及下降沿觸發處理器13產生復位信號給PD電路11和ADC12。ADC12在轉化完成 後由EOC端輸出高電平控制處理器13讀取數據。本實用新型所述的峰值甄別電路14，可通過優化設計微分電路41和比較器42內 部參數來提高甄別電路14檢測峰值到達時刻的精度。圖1、圖2、圖3中除甄別電路外其它電路具相同，3個系統在慢ADC情況下都會出 現漏計誤差，在此只對採用高速ADC的情況下進行對比驗證。參照圖1，本實用新型的應用微分過零比較甄別的峰值檢測器。包括峰值檢測與保 持電路(peak如切(^01~，？0)11、峰值甄別電路14、40(12、後端處理器13四部分。其特徵將 輸入信號微分過零比較，利用產生的脈衝上升沿觸發ADC12，下降沿觸發後端處理器13產 生復位信號，實現雙沿觸發控制。參照圖4-圖6，由本實用新型的應用微分過零比較甄別的峰值檢測系統與應用信 號延時比較甄別的峰值檢測系統、應用PD輸入輸出電壓比較甄別的峰值檢測系統在採用 相同轉換速度ADC的情況下的仿真結果比較可見，本實用新型的峰值檢測系統在採用高速 ADC時不會出現數據錯計誤差，消除了系統對高速ADC的限制，提高了整個系統單峰數據轉 換速度，避免因ADC造成的漏計誤差。本實用新型提供的峰值甄別器內部結構參數在不脫離本實用新型的實質和範圍 內，可做些許的調整和優化，本實用新型的保護範圍以權利要求為準。
權利要求1. 一種信號自動控制峰值檢測器，包括PD電路(11)、峰值甄別電路(14)、ADC(12)、後 端處理器(1 ；其特徵是輸入信號一路經PD電路(11)後輸出峰值電壓到ADC(U)模擬 電壓輸入端，輸入信號另一路經微分電路Gl)接到比較器0 負端，與零電壓進行比較， 輸出脈衝控制ADC(12)以及後端處理器(1 產生復位信號給PD電路(11)和ADC(12)； ADC(12)在轉化完成後由EOC端輸出高電平控制處理器(1 讀取數據。
專利摘要本實用新型提供的是一種信號自動控制峰值檢測器。包括PD電路(11)、峰值甄別電路(14)、ADC(12)、後端處理器(13)；輸入信號一路經PD電路(11)後輸出峰值電壓到ADC(12)模擬電壓輸入端，輸入信號另一路經微分電路(41)接到比較器(42)負端，與零電壓進行比較，輸出脈衝控制ADC(12)以及後端處理器(13)產生復位信號給PD電路(11)和ADC(12)；ADC(12)在轉化完成後由EOC端輸出高電平控制處理器(13)讀取數據。本實用新型實現了輸入信號自動觸發控制，使其適用于波形寬度較大、ADC轉化速度快的應用場合，消除了對高速ADC的限制，減少系統採集信號的死時間。
文檔編號H03M1/10GK201878130SQ201020628170
公開日2011年6月22日 申請日期2010年11月29日 優先權日2010年11月29日
發明者嵇鳳麗, 王穎, 高松松 申請人:哈爾濱工程大學