一种新型峰值检测电路制造技术

本发明专利技术公开了一种新型峰值检测电路，主要包括由耦合单元、放大单元、滤波整形单元、电压跟随器、时刻鉴别单元、A/D转换电路与数字逻辑电路；耦合单元对输入脉冲进行耦合处理，产生一个较为平缓的负峰，再通过放大单元对波形进行整形、调节增益，然后通过滤波整形单元进行进一步展宽和放大，输出两路信号，其中一路输入至电压跟随器，另外一路输入至A/D转换电路；电压跟随器对信号进行缓冲，再输入到时刻鉴别单元，时刻鉴别单元对波形进行时刻鉴别，消除时刻鉴别偏差再输入到数字逻辑电路；数字逻辑电路计算出滤波整形单元输出波形的峰值到来时间，控制A/D转换电路在恰当的时间采集脉冲峰值。

【技术实现步骤摘要】
一种新型峰值检测电路
本专利技术属于峰值检测
，更为具体地讲，涉及一种新型峰值检测电路。
技术介绍
在随钻密度测井的过程中，需要对输入脉冲的峰值进行采集，脉冲的峰值通常情况下持续时间很短，所以需要使用电路来改变输入脉冲的形状，从而使A/D转换电路有充足的转换时间对峰值进行采集。峰值保持电路常被用于对输入信号进行峰值保持，一般是利用二极管的单向导电性和电容的存储电荷功能来实现，主要包括运放、二极管、电容、缓冲器、开关、振荡器、比较器。原理为输入信号输入至运放的同相端，缓冲器的输出连接运放的反相端，当输入信号处于上升阶段时，运放同相端输入大于反相端输入，由于开环增益大，运放输出正电压且电压值大于二极管的导通电压，电容充电；当输入信号进入下降阶段，运放同相端输入小于反相端输入，二极管截止，电容保持；当有信号到来时，过零比较器产生输出，该输出驱动振动器产生脉冲，控制开关断开，电容一端接地，一端保持电压；振荡器输出脉宽时间过了以后，开关闭合，电容两端接地，电容放电，电路等待下一个输入到来。该类峰值保持电路存在以下缺点：1、由于二极管为该类峰保电路的核心元器件，该电路在高温下和常温下的特性会因二极管的温度特性而发生变化，导致高温下的电路线性度与常温下的线性度不一致。2、由于该电路需要数字信号控制开关的断开与闭合，实现周期性的充放电来达到复位电路，电路整体比较复杂，功耗与占用面积会比较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种面积小，功耗低，高温和常温下电路线性度高的新型峰值检测电路。为实现上述专利技术目的，本专利技术一种新型峰值检测电路，其特征在于，包括：一输入信号单元，为新型峰值检测电路提供输入信号；一耦合单元，采用RC耦合电路；在RC耦合电路中，电容的一端接输入信号，另一端为耦合单元的输出端；电阻一端接地，另一端与耦合单元输出端相连；当输入信号输入至耦合单元后，对该输入信号进行耦合处理，产生一个波形相对平缓的负峰值信号，再输入至放大单元；一放大单元，由两级反向放大器串联组成，在两级反向放大器的反馈电阻上分别并联一个容值较低的反馈电容；负峰值信号通过第一级反向放大器的反相端输入至放大单元，放大单元通过两级反向放大器对负峰值信号进行增益调整但相位不改变，得到脉宽变宽、幅值变大、波形圆滑的信号，再通过第二级反向放大器的输出端输入至滤波整形单元；一滤波整形单元，采用sallen-key滤波器；放大单元的输出信号输入至sallen-key滤波器的同相端，通过sallen-key滤波器对放大单元输出信号进行展宽、整形，输出两路信号，其中一路输入至电压跟随器，另外一路输入至A/D转换电路；一电压跟随器，采用一个输入信号输入至同相端，输出信号反馈至反相端的运放；电压跟随器对滤波整形单元的输出信号进行缓冲，并隔绝后级电路对前级电路的输出影响，缓冲后输入至时刻鉴别单元；一时刻鉴别单元，包括恒定比时电路、阈值比较器和与门，恒定比时电路与阈值比较器并联，输出均连至与门；缓冲后的信号输入至恒定比时电路和阈值比较器，在恒定比时电路中依次进行延时、衰减和比较，在阈值比较器进行比较，再将恒定比时电路和阈值比较器的比较结果输入至与门，通过与门对两比较结果相与，输出一个方波信号；一数字逻辑电路，接收时刻鉴别单元输出的方波信号，同时计算滤波整形单元输出信号的峰值到来时间，然后控制A/D转换电路对滤波整形单元输出信号的峰值进行采集。本专利技术的专利技术目的是这样实现的：本专利技术一种新型峰值检测电路，主要包括由耦合单元、放大单元、滤波整形单元、电压跟随器、时刻鉴别单元、A/D转换电路与数字逻辑电路；耦合单元对输入脉冲进行耦合处理，产生一个较为平缓的负峰，再通过放大单元对波形进行整形、调节增益，然后通过滤波整形单元进行进一步展宽和放大，输出两路信号，其中一路输入至电压跟随器，另外一路输入至A/D转换电路；电压跟随器对信号进行缓冲，再输入到时刻鉴别单元，时刻鉴别单元对波形进行时刻鉴别，消除时刻鉴别偏差再输入到数字逻辑电路；数字逻辑电路计算出滤波整形单元输出波形的峰值到来时间，控制A/D转换电路在恰当的时间采集脉冲峰值。同时，本专利技术一种新型峰值检测电路还具有以下有益效果：(1)、通过整形滤波，把峰值尖锐的输入信号整形成具有负峰且峰值平缓的类高斯脉冲；(2)、通过时刻鉴别电路精确定位到脉冲的峰值时间，再对脉冲进行采集，这样不需要使用模拟开关和振荡器，降低了功耗，减小了电路面积；(3)、本专利技术不再需要使用二极管，可以改善电路在不同温度下的线性度。附图说明图1是本专利技术一种新型峰值检测电路图；图2是耦合单元和放大单元具体实施例的电路原理图；图3是滤波整形单元具体实施例的电路原理图；图4是时刻鉴别单元具体实施例的电路原理图；图5是各单元的输出信号时序图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本专利技术。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本专利技术的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。实施例图1是本专利技术一种新型峰值检测电路图；在本实施例中，如图1所示，本专利技术一种新型峰值检测电路，包括：输入信号单元11、耦合单元12、放大单元13、滤波整形单元14、电压跟随器15、时刻鉴别单元16、数字逻辑电路17以及A/D转换电路18输入信号单元11，为新型峰值检测电路提供输入信号；在本实施例中，如图5(a)所示，输入信号为一个脉宽为2微秒，幅度为0至4.5伏的三角波；耦合单元12，如图2所示，采用RC耦合电路21；在RC耦合电路21中，电容的一端接输入信号，另一端为耦合单元12的输出端；电阻一端接地，另一端与耦合单元12输出端相连；当三角波输入至耦合单元12后，对该三角波进行耦合处理，产生一个波形相对平缓的负峰值信号，如图5(b)所示再输入至放大单元13；放大单元13，如图2所示，由两级反向放大器22与所述反向放大器23串联组成，在两级反向放大器的反馈电阻上分别并联一个容值较低的反馈电容；负峰值信号通过第一级反向放大器22的反相端输入至放大单元13，放大单元13通过两级反向放大器对负峰值信号进行增益调整但相位不改变，由于反馈电容的存在，第一级反向放大器22和第二级反向放大器23还可以起到一定程度上积分器的作用，对三角脉冲进行整形，得到脉宽变宽、幅值变大、波形圆滑的信号，如图5(c)所示，再通过第二级反向放大器23的输出端输入至滤波整形单元14；滤波整形单元14，采用sallen-key滤波器；Sallen-key滤波器可以在较少的级数下得到准高斯波形，准高斯波形具有脉冲顶部比较平坦的特点；滤波整形单元14的电路原理图如图3所示，其输出波形如图5(d)所示；放大单元13的输出信号输入至sallen-key滤波器的同相端，通过sallen-key滤波器对放大单元13输出信号进行展宽、整形，输出两路信号，其中一路输入至电压跟随器15，另外一路输入至A/D转换电路18；电压跟随器15，采用一个输入信号输入至同相端，输出信号反馈至反相端的运放；电压跟随器15由于其输入阻抗高，输出阻抗低的特性，起到了缓冲作用，因此，电压跟随器15对滤波整形单元14的输出信号进行缓冲，并隔绝后级电路对前级电路的输出影本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型峰值检测电路，其特征在于，包括：一输入信号单元，为新型峰值检测电路提供输入信号；一耦合单元，采用RC耦合电路；在R耦合电路中，电容的一端接输入信号，另一端为耦合单元的输出端；电阻一端接地，另一端与耦合单元输出端相连；当输入信号输入至耦合单元后，对该输入信号进行耦合处理，产生一个波形相对平缓的负峰值信号，再输入至放大单元；一放大单元，由两级反向放大器串联组成，在两级反向放大器的反馈电阻上分别并联一个容值较低的反馈电容；负峰值信号通过第一级反向放大器的反相端输入至放大单元，放大单元通过两级反向放大器对负峰值信号进行增益调整但相位不改变，得到脉宽变宽、幅值变大、波形圆滑的信号，再通过第二级反向放大器的输出端输入至滤波整形单元；一滤波整形单元，采用sallen‑key滤波器；放大单元的输出信号输入至sallen‑key滤波器的同相端，通过sallen‑key滤波器对放大单元输出信号进行展宽、整形，输出两路信号，其中一路输入至电压跟随器，另外一路输入至A/D转换电路。一电压跟随器，采用一个输入信号输入至同相端，输出信号反馈至反相端的运放；电压跟随器对滤波整形单元的输出信号进行缓冲，并隔绝后级电路对前级电路的输出影响，缓冲后输入至时刻鉴别单元；一时刻鉴别单元，包括恒定比时电路、阈值比较器和与门，恒定比时电路与阈值比较器并联，输出均连至与门；缓冲后的信号输入至恒定比时电路和阈值比较器，在恒定比时电路中依次进行延时、衰减和比较，在阈值比较器进行比较，再将恒定比时电路和阈值比较器的比较结果输入至与门，通过与门对两比较结果相与，输出一个方波信号；一数字逻辑电路，接收时刻鉴别单元输出的方波信号，同时计算滤波整形单元输出信号的峰值到来时间，然后控制A/D转换电路对滤波整形单元输出信号的峰值进行采集。...

【技术特征摘要】
1.一种新型峰值检测电路，其特征在于，包括：一输入信号单元，为新型峰值检测电路提供输入信号；一耦合单元，采用RC耦合电路；在R耦合电路中，电容的一端接输入信号，另一端为耦合单元的输出端；电阻一端接地，另一端与耦合单元输出端相连；当输入信号输入至耦合单元后，对该输入信号进行耦合处理，产生一个波形相对平缓的负峰值信号，再输入至放大单元；一放大单元，由两级反向放大器串联组成，在两级反向放大器的反馈电阻上分别并联一个容值较低的反馈电容；负峰值信号通过第一级反向放大器的反相端输入至放大单元，放大单元通过两级反向放大器对负峰值信号进行增益调整但相位不改变，得到脉宽变宽、幅值变大、波形圆滑的信号，再通过第二级反向放大器的输出端输入至滤波整形单元；一滤波整形单元，采用sallen-key滤波器；放大单元的输出信号输入至sallen-key滤波器的同相端，通过sallen-key滤波器对放大单元输出信号进行展宽、整形，输出两路信号，其中一路输入至电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：李焱骏，董海涵，师奕兵，张伟，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51