一種數字轉換器的製作方法
2023-10-06 12:33:14 1
專利名稱：一種數字轉換器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是用於全向雷射掃描條碼識讀器的數字轉換器。
全向雷射掃描條碼識讀器是一種新型的條碼識讀設備，它主要由雷射發射系統、光學掃描機構、光電接收系統、數字轉換器和解碼器組成。工作時，由雷射發射系統發射一束雷射束，再由光學掃描機構產生一系列雷射掃描線，對不同方位、高度的條碼進行掃描，條碼的回射光被光電接收系統接收，再經數字轉換器轉化成數位訊號及解碼器解碼，最終得到條碼所包含的信息，其中數字轉換器是決定識讀器性能好壞，識讀準確率高低的關健部件。現在在採用的數字轉換器，主要是由前置放大電路，級聯放大器組，濾波器，數位化電路和邏輯電路組成，其中數位化電路所採用的數位化技術通常有以下三種1.平均值法，該法動態範圍小，對器件要求較高，準確率低。
2.雙二級管閾值法，也存在動態範圍小，準確率低的缺點。
3.雙微分法，其主要不足是頻率響應，抗幹擾性、穩定性均較差，電路複雜，成本高，調試困難。
鑑於上述，本實用新型的目的是提供一種動態範圍大，抗幹擾性強，準確性高，性能穩定、結構簡單、調試方便且成本低的數字轉換器。
本實用新型的技術解決方案是把原有數字轉換器中的前置放大電路改為電流——電壓轉換器，級聯放大器組和濾波器改為兼具放大及濾波作用的放大濾波電路，數位化電路則採用中值比較電路和動態閾值比較電路相結合的形式，而邏輯電路則由異或門組成。數字轉換器的組成部分包括電流——電壓轉換器，放大濾波電路，由中值比較電路和動態閾值比較電路構成的數字比電路及邏輯電路。工作時，進入數字轉換器的電流信號由電流——電壓轉換器轉換成電壓信號，經放大濾波電路進行放大及濾波後輸入中值比較電路進行中值比較，再經動態閾值比較電路轉換成含條碼信息的脈衝信號輸入邏輯電路，由邏輯電路進行整形後成脈衝數位訊號輸出。
以下結合附圖對本實用新型構成作進一步描述
圖1為本實用新型原理框圖。
圖2是電流——電壓轉換器及放大濾波電路實例。
圖3是中值比較電路實例。
圖4是動態閾值比較電路及邏輯電路實例。
參照圖1，本實用新型提供的數字轉換器的組成部分包括電流——電壓轉換器1，放大濾波電路2，由中值比較電路3和動態閾值比較電路4構成的數位化電路5及邏輯電路6，由電流——電壓轉換器1將來自光電接收系統的微弱電流信號轉換成電壓信號，然後經放大濾波電路2進行放大且濾去無用信號後輸入中值比較電路3進行中值比較，再經動態閾值比較電路4轉換成含條碼信息的脈衝信號輸入邏輯電路6，由邏輯電路進行整形後成脈衝數位訊號輸出，供解碼器作解碼處理。
圖2所示為電流——電壓轉換器及放大濾波電路的實例，其中電流——電壓轉換器是由放大器U1及跨接在其輸入與輸出端的電阻R1和電容C1構成。放大濾波電路是由三個交流耦合放大器U2，U3，U4組成的三級放大電路，在每個放大器的輸入與輸出端跨接有電阻和電容，在放大器間串接了電阻和電容，這樣，在將信號放大的同時，也濾去了無用信號。
圖3是中值比較電路的一種具體實例，此例中，中值比較電路是由放大器U5，U6及接於放大器U6輸出端的由二級管D1，三極體T1和相應阻容元件構成的峰值跟蹤電路，接於放大器U5輸出端的由二級管D2，三極體T2和相應阻容元件構成的谷值跟蹤電路以及放大器U7組成，放大器U7的正向輸入端與放大器U6，U5的輸入端相連，反向輸入端與峰值、谷值跟蹤電路的輸出端相連。經放大濾波後的信號自P點輸入分三路，其一路經放大器U6及峰值跟蹤電路產生峰值跟蹤信號，一路經放大器U5及谷值跟蹤電路產生谷值跟蹤信號，峰值跟蹤信號和谷值跟蹤信號在A點合成中值信號，與另一路輸入放大器U7正向輸入端的信號作比較後產生中值比較信號在輸出端B點輸出，進入動態閾值比較電路。
動態閾值比較電路(如圖4所示)包括由電阻R18，R22，R23組成的動態閾值發生電路，由放大器U8及跨接在其輸入與輸出端的電阻R21，電容C31和接於正、反向輸入端的阻容元件組成的移相電路，由比較器U9及電阻R24，R25，R26，穩壓管Z1組成的比較電路。輸入動態閾值比較電路的信號分為二路，其一路經動態閾值發生電路產生頻率和輸入信號相同，幅度隨輸入信號變化的動態閾值信號，輸入到比較器U9的正向輸入端，另一路經移相電路進行相移，並濾去雜波，產生隨輸入信號頻率而變化的相移輸出信號，輸入到比較器U9的反向輸入端，最後在比較器U9的輸出端E點輸出含條碼信息的脈衝信號，再經由異或門U10組成的邏輯電路進行整形後輸出脈衝數位訊號。
本實用新型的數字轉換器集裝於一塊印刷電路板上，可直接放入全向雷射掃描條碼識讀器中。
本實用新型由於採用放大及濾波相結合的電路，故增強了抗幹擾性，由於數位化電路採用了中值比較電路和動態閾值比較電路相結合的形式，所以既擴大了動態範圍，又可保證數字轉化的準確性，因而該數字轉換器具有動態範圍大，抗幹擾性強，準確性高，性能穩定等優點，且其結構簡單，調試方便，成本低。
權利要求1.一種數字轉換器，其特徵在於它包括電流——電壓轉換器[1]，放大濾波電路[2]，由中值比較電路[3]和動態閾值比較電路[4]構成的數位化電路[5]及邏輯電路[6]，輸入數字轉換器的電流信號由電流——電壓轉換器[1]轉換成電壓信號，然後經放大濾波電路[2]進行放大、濾波後輸入中值比較電路[3]進行中值比較，再經動態閾值比較電路[4]轉換成含條碼信息的脈衝信號輸入邏輯電路[6]，由邏輯電路進行整行後成脈衝數位訊號輸出。
2.按權利要求1所述的數字轉換器，其特徵在於所說的電流——電壓轉換器[1]是由放大器[U1]及跨接在其輸入與輸出端的電阻[R1]和電容[C1]構成。
3.按權利要求1所述的數字轉換器，其特徵在於所說的放大濾波電路[2]是由三個交流耦合放大器[U2，U3，U4]組成的三級放大電路，在每個放大器的輸入與輸出端跨接有電阻和電容，在放大器之間串接了電阻和電容。
4.按權利要求1所述的數字轉換器，其特徵在於所說的中值比較電路[3]是由放大器[U5，U6]及接於放大器[U6]輸出端由二級管[D1]、三級管[T1]和相應阻容元件構成的峰值跟蹤電路，接於放大器[U5]輸出端的由二級管[D2]、三級管[T2]和相應阻容元件構成的谷值跟蹤電路以及放大器[U7]組成，放大器[U7]的正向輸入端與放大器[U5，U6]的輸入端相連，反向輸入端與峰值、谷值跟蹤電路的輸出端相連。
5.按權利要求1所述的數字轉換器，其特徵在於所說的閾值比較電路[4]，包括由電阻R18，R22，R23組成的動態閾值發生電路，由放大器[U8]及跨接在其輸入與輸出端的電阻[R21]，電容[C31]和接於正、反向輸入端的阻容元件組成的移相電路，由比較器[U9]及電阻[R24，R25，R26]穩壓管[Z1]組成的比較電路。
專利摘要本實用新型公開的是一種用於全向雷射掃描條碼識讀器的數字轉換器,其組成部分包括電流－電壓轉換器,放大濾波電路,由中值比較電路和動態閾值比較電路構成的數位化電路及邏輯電路。由電流－電壓轉換器將輸入的電流信號轉換成電壓信號,經放大濾波後輸入數位化電路進行中值比較並轉換成含條碼信息的脈衝信號,再由邏輯電路整形後輸出。該數字轉換器動態範圍大,抗幹擾性強,準確性高,穩定性好,結構簡單,調試方便,成本低。
文檔編號H03M1/00GK2273076SQ9622066
公開日1998年1月21日 申請日期1996年8月7日 優先權日1996年8月7日
發明者陸阻康, 於偉傑 申請人:浙江大學