高速脉冲峰值甄别采样电路制造技术

一种高速脉冲峰值甄别采样电路，它包括电压比较器LM311、采样保持芯片LF398、触发器SN74LS74、模拟开关MAX4541及电阻、电容，其特征在于：以高速电压比较器LM311、保持采样芯片LF398和触发器SN74LS74为核心元件的脉冲峰值判断保持电路，其中电压比较器LM311用来判断脉冲是否达到峰值，保持采样芯片LF398将峰值电压保持一段时间，触发器SN74LS74触发MCU控制单元完成AD的采样；MCU控制单元以C8051F410单片机为核心，接收来自触发器的采样信号，发送AD采样的命令以及控制保持电容的充放电。本实用新型专利技术设计结构简单，易于调试，满足了能谱分析中脉冲幅度分析器AD采样的要求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种高速脉冲峰值甄别采样电路，它包括电压比较器LM311、采样保持芯片LF398、触发器SN74LS74、模拟开关MAX4541及电阻、电容，其特征在于：以高速电压比较器LM311、保持采样芯片LF398和触发器SN74LS74为核心元件的脉冲峰值判断保持电路，其中电压比较器LM311用来判断脉冲是否达到峰值，保持采样芯片LF398将峰值电压保持一段时间，触发器SN74LS74触发MCU控制单元完成AD的采样；MCU控制单元以C8051F410单片机为核心，接收来自触发器的采样信号，发送AD采样的命令以及控制保持电容的充放电。本技术设计结构简单，易于调试，满足了能谱分析中脉冲幅度分析器AD采样的要求。【专利说明】高速脉冲峰值甄别采样电路
本技术涉及一种高速脉冲峰值甄别采样电路，特别是涉及一种应用在能谱分析中脉冲幅度分类及计数的电路中。
技术介绍
峰值保持电路具有保持和采样两个状态。处于采样状态时，电路的输出始终跟随输入信号；处于保持状态时，电路的输出保持着前一次米样结束前瞬间的输入量。在高速峰值采集过程中，为了保证AD转换的精度，在转换过程中其输入信号变化量不能大于 dVin 1/2LSB。假设输入信号Vin = Vm.sincot，则Vin的最大变化率为=当AD转换器的分辨率为η位，转换时间为t时，为保证AD转换器的正常工作，则可得输入信号所允许的最大频率为Zmax =-^设8位AD转换器的转换时间t = lOOus，代入上式计算可 2 'K't 得，AD转换器的所允许的最大输入信号频率fmax = 6Hz。为获取高频的脉冲信号峰值，必须在信号AD转换器之前对其峰值进行保持。 传统的峰值保持电路原理图如图1所示，由集成运算放大器，二极管和电容构成。在传统的峰值保持电路中，输入信号通过由运算放大器组成的电压跟随器后向保持电容充电，直到充到输入电压的最大值。在理想情况下，保持电容可以保持输入信号的峰值电压，但是实际中二极管的反向电阻不是无穷大，电路下一级也存在电阻并且保持电容存在漏电。从频域来看，二极管和保持电容组成的网络积分非线性大、动态范围小且存在极点，由于二极管内部电阻不是恒定值，极点的位置不固定。通过这样的电路采集到的峰值信号，不能满足高速脉冲信号处理的要求。
技术实现思路
本技术为了克服上述现有技术的不足，提供了一种高速脉冲峰值甄别采样电路。 本技术提出的技术方案是，一种高速脉冲峰值甄别采样电路，包括高速电压比较器LM311、采样保持芯片LF398、触发器SN74LS74、模拟开关MAX4541及电阻、电容，构成信号过滤单元、峰值甄别单元、触发单元、峰值保持单元、采样单元组成，其特征在于: 信号过滤单元由两个高速电压比较器LM311和两个BOURNS精密电位器构成，信号过滤单元的输出端与峰值甄别单元的输入端连接； 峰值甄别单元由I个高速电压比较器LM311和信号保持电路构成，峰值甄别单元的命令输出端作为所述触发单元的控制端；峰值甄别单元的信号输出端与所述峰值保持单元的输入端连接； 触发单元即SN74LS74触发器，与峰值保持单元的控制端连接； 峰值保持单元由采样保持芯片LF398、保持充电电容、模拟开关MAX4541构成，所述信号保持电路的信号保持端与保持充电电容的一端连接，保持充电电容的另一端接地；所述保持充电电容接地端与模拟开关的公共端连接，所述保持充电电容的另一端与模拟开关的常开端连接； 采样单元由AD电路和参考电压基准电路构成,采样单元与峰值保持单元连接。 以高速电压比较器LM311、采样保持芯片LF398和触发器SN74LS74为核心元件的脉冲峰值判断保持电路，其中高速电压比较器LM311用来判断脉冲是否达到峰值，采样保持芯片LF398将峰值电压保持一段时间，触发器SN74LS74触发MCU控制单元完成AD的采样；MCU控制单元以C8051F410单片机为核心，接收来自触发器的采样信号，发送AD采样的命令以及控制保持电容的充放电。采样电路选用高速AD采样芯片TLC4545，当收到MCU的采样命令后，迅速完成AD采样任务。 本技术提出的一种高速脉冲峰值甄别采样电路，其优点在于:采用高速低功耗电压比较器LM311判别脉冲幅度，电压上阈、下阈由可调精密电位器分压获得，采用Nat1nal Semiconductor公司的采样保持芯片LF398实现采样保持功能,其控制端可直接接于TTL、CM0S L逻辑电平，LOGIC引脚电平决定电路处于采样或者保持状态，采用触发器SN74LS74发送信号给MCU控制AD采样。采用C8051F410单片机作为控制器，其功耗低响应快，很好地实现了电路开发需求。可以对高速脉冲进行峰值展宽，从而保证AD采样的准确性。本技术选用感应吸收与漏电流均较小的聚苯乙烯电容作为保持电容，降低了误差，提高了采样的精度。本技术提出的设计方法简单易懂，能够被设计者很容易的掌握并应用在集成电路设计中。 【专利附图】【附图说明】 以下结合附图及实施例，对本技术作进一步说明: 图1为传统峰值保持电路原理图 图2为高速脉冲采样流程图 图3为高速脉冲峰值甄别采样电路原理图 【具体实施方式】 由图1所示，传统的峰值保持电路由集成运算放大器，二极管和电容构成。 由图2可见，高速脉冲采样流程为，首先判断脉冲峰值的到来，然后触发脉冲峰值保持电路，随后触发MCU发布采样命令，最后采样电路完成峰值信号采样。 由图3可见，一种高速脉冲峰值甄别采样电路，它包括电压比较器LM311、采样保持芯片LF398、触发器SN74LS74、模拟开关MAX4541及其他电阻电容。图中，电压比较器U3和U4共同完成脉冲幅度检测范围的确定，当输入的脉冲信号在幅度检测范围内时，电压比较器U3和U4输出端实现线与功能；此时采样保持芯片U5工作在采样状态，输出OUTl跟随输入信号INPUT变化；峰值没有到来时，OUTl电压值小于输入信号INPUT的电压值，电压比较器U6输出低电平，触发器U7不触发；当峰值到来时，电压比较器U3、U4和采样保持芯片U5状态保持不变，而由于OUTl电压值大于输入信号INPUT的电压值，电压比较器U6输出高电平，产生上升沿，触发器U7触发，运输出低电平，采样保持芯片U8工作于电压保持状态， 同时IQ输出高电平，向单片机发送中断信号，通知单片机峰值到来，单片机收到信号后，启动AD转换，完成最后的采样。AD转换完成后，单片机向触发器发送清零信号，同时控制模拟开关SI闭合，保持电容Cl和C2进行放电，等待下一个脉冲的到来。【权利要求】1.一种高速脉冲峰值甄别采样电路，由高速电压比较器LM311、采样保持芯片LF398、触发器SN74LS74、模拟开关MAX4541及电阻、电容构成信号过滤单元、峰值甄别单元、触发单元、峰值保持单元、采样单元组成，其特征在于: 信号过滤单元由两个高速电压比较器LM311和两个BOURNS精密电位器构成，信号过滤单元的输出端与峰值甄别单元的输入端连接； 峰值甄别单元由I个高速电压比较器LM311和采样保持芯片LF398构成，峰值甄别单元的命令输出端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速脉冲峰值甄别采样电路，由高速电压比较器LM311、采样保持芯片LF398、触发器SN74LS74、模拟开关MAX4541及电阻、电容构成信号过滤单元、峰值甄别单元、触发单元、峰值保持单元、采样单元组成，其特征在于： 信号过滤单元由两个高速电压比较器LM311和两个BOURNS精密电位器构成，信号过滤单元的输出端与峰值甄别单元的输入端连接； 峰值甄别单元由1个高速电压比较器LM311和采样保持芯片LF398构成，峰值甄别单元的命令输出端作为所述触发单元的控制端；峰值甄别单元的信号输出端与所述峰值保持单元的输入端连接； 触发单元即SN74LS74触发器，与峰值保持单元的控制端连接； 峰值保持单元由采样保持芯片LF398、保持充电电容、模拟开关MAX4541构成，所述采样保持芯片的信号保持端与保持充电电容的一端连接，保持充电电容的另一端接地；所述保持充电电容接地端与模拟开关的公共端连接，所述保持充电电容的另一端与模拟开关的常开端连接； 采样单元由AD电路和参考电压基准电路构成，采样单元与峰值保持单元连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘南，农永光，胡刚，唐丽，刘明辉，
申请(专利权)人：中节能六合天融环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11