一种脉冲信号参数测量仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种脉冲信号参数测量仪，包括以MK60DN512ZVLQ10单片机(MK60单片机)为主控制器的主控模块、用于前期调理待测脉冲信号的信号处理电路、FTM模块、用于检测待测脉冲信号幅值的峰值检波电路和显示模块；所述信号处理电路与FTM模块连接，FTM模块与主控模块相连，主控模块通过FTM模块捕获脉冲信号的相邻两个上升沿的时间来计算其频率，通过FTM模块捕获脉冲信号的上升沿和下降沿时间来计算其占空比；所述峰值检波电路通过A/D模块与主控模块相连，以计算待测脉冲信号的幅值；主控模块连接显示模块，显示模块用于显示脉冲信号的频率、占空比和幅值。

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲信号参数测量仪
本技术属于脉冲信号测量仪器
，具体涉及一种脉冲信号参数测量仪。
技术介绍
脉冲信号参数测量仪是一种常用的设备，它可以测量脉冲信号的脉冲宽度、频率、占空比等参数。本申请以MK60DN512ZVLQ10单片机为控制处理核心，利用FTM模块中的CCP模式对输入脉冲进行捕获，可以准确的测量脉冲信号的频率、占空比和峰值。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以准确的测量脉冲信号的频率、占空比和峰值的脉冲信号参数测量仪。本技术是通过以下技术方案实现的：一种脉冲信号参数测量仪，包括以MK60DN512ZVLQ10单片机(MK60单片机)为主控制器的主控模块、用于前期调理待测脉冲信号的信号处理电路、FTM模块、用于检测待测脉冲信号幅值的峰值检波电路和显示模块；所述信号处理电路与FTM模块连接，FTM模块与主控模块相连，主控模块通过FTM模块捕获脉冲信号的相邻两个上升沿的时间来计算其频率，通过FTM模块捕获脉冲信号的上升沿和下降沿时间来计算其占空比；所述峰值检波电路通过A/D模块与主控模块相连，以计算待测脉冲信号的幅值；主控模块连接显示模块，显示模块用于显示脉冲信号的频率、占空比和幅值。在上述技术方案中，信号处理电路包括放大电路单元和波形整形电路单元。在上述技术方案中，采用OPA2356作为信号处理电路的放大电路单元。在上述技术方案中，采用74HC14作为信号处理电路的波形整形电路单元。在上述技术方案中，采用OPA227作为峰值检波电路。本技术的优点和有益效果为：本技术的脉冲信号参数测量仪结构简单、设计合理、成本低，可以准确的测量脉冲信号的频率、占空比和峰值。具体来讲本技术以MK60DN512ZVLQ10单片机为控制处理核心，利用FTM模块中的CCP模式对输入脉冲进行捕获，其中，通过FTM模块捕获脉冲信号的相邻两个上升沿的时间T(即脉冲信号的周期)来计算频率；通过FTM模块捕获脉冲信号的上升沿和下降沿时间(即高电平时间)来计算占空比。同时，本技术利用峰值检波电路检测输入脉冲信号的峰值，峰值检波电路将检测的脉冲信号的峰值模拟信号通过A/D模块转换为数字信号传送至MK60单片机，MK60单片机计算出峰值后，在显示模块上显示峰值大小。附图说明图1是本技术的系统框图。图2是本技术中的信号处理电路的电路图。图3是本技术中的峰值检波电路单元的电路图。具体实施方式下面结合具体实施例进一步说明本技术的技术方案。参见附图1，本技术所涉及的一种脉冲信号参数测量仪，包括一个以MK60DN512ZVLQ10单片机(MK60单片机)为主控制器的主控模块、由跟放大电路单元和波形整形电路单元组成的用于前期调理待测脉冲信号的信号处理电路、FTM模块、用于检测输入脉冲信号幅值的峰值检波电路、显示模块以及电源模块组成；待测脉冲信号，经过由放大电路单元和波形整形电路单元组成的信号处理电路进行前期处理后，输入到FTM模(FTM模块是一个多功能定时器模块，主要功能有PWM输出、输入捕捉、输出比较、定时中断、脉冲加减计数、脉冲周期脉宽测量)，主控模块利用FTM模块捕获脉冲信号的相邻两个上升沿的时间T(即脉冲信号的周期)来计算频率f：利用FTM模块捕获脉冲信号的上升沿和下降沿时间(即高电平时间)来计算占空比D：MK60单片机将计算的频率f和算占空比D数值输出给显示模块进行显示。输入脉冲信号为单极性信号，因此利用峰值检波电路检测输入脉冲信号的峰值，峰值检波电路将检测的脉冲信号的峰值模拟信号通过A/D模块转换为数字信号传送至MK60单片机，MK60单片机计算出峰值后，在显示模块上显示峰值大小。在本实施例中，参见附图2，采用OPA2356作为信号处理电路的放大电路单元。由于MK60单片机检测信号幅度上限为3.3V，需要对脉冲信号进行放大失真处理，使其输入信号保持在0-5V。OPA23560具有200MHz的带宽，0和5V供电，符合系统设计要求。在本实施例中，采用74HC14作为信号处理电路的整形电路单元。74HC14具有高频带宽，0和5V供电，输入输出电压范围和频率范围基本符合系统设计要求，整形效果好。在本实施例中，参见附图3，采用OPA227作为峰值检波电路单元。OPA227具有8MHz的带宽，在加上一个电阻分压电路，±12供电，输入电压和频率符合系统设计要求，所以选择OPA227作为峰值检测电路模块。在本实施例中，采用12864液晶显示屏作为显示模块。以下是利用本技术的脉冲信号参数测量仪对脉冲信号进行测量得到的测试值与脉冲信号的实际值之间的对比结果：1、频率特性测试：用函数发生器输入频率为10Hz:2MHz且输入阻抗为50Ω的矩形波，测试多个频点的频率，计算相对误差率和平均误差率。测试结果参见表1。表1测量脉冲信号的频率(矩形波)(单位：频率/kHz)实际值0.010.02152050测试值0.010.02152050误差000000相对误差率000000实际值1005001000150019002000测试值99.99500999.81499.51899.31999误差0.01010.50.71相对误差率0.01％00.02％0.03％0.037％0.05％从表上可以分析出，实际值与测量值基本一致，误差率在0:0.05％。2、占空比特性测试：用函数发生器输入占空比为10％:90％且输入阻抗为50Ω的矩形波，测试多个点的占空比，计算相对误差率和平均误差率。测试结果参见表2。表2测量脉冲信号的占空比(矩形波)(单位：占空率/％)从表上可以分析出，实际占空比与测量值差异不大，误差率在0:1.5％。3、幅度特性测试：用函数发生器输入幅值为0.1V:10V且输入阻抗为50Ω的矩形波，测试多个幅点的幅值，计算相对误差率和平均误差率。测试结果参见表3。表3测量脉冲信号的幅值(矩形波)(单位：幅度/V)实际值0.10.20.30.512测试值0.10.20.30.512误差000000相对误差率000000实际值5899.39.810测试值57.998.999.289.79.9误差00.010.010.020.10.1相对误差率00.12％0.1％0.2％1％1％从表上可以分析出，实际幅值与测量值无明显异常，误差率在0:1％。以上对本技术做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本技术的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲信号参数测量仪，其特征在于：包括以MK60DN512ZVLQ10单片机为主控制器的主控模块、用于前期调理待测脉冲信号的信号处理电路、FTM模块、用于检测待测脉冲信号幅值的峰值检波电路和显示模块；所述信号处理电路与FTM模块连接，FTM模块与主控模块相连，主控模块通过FTM模块捕获脉冲信号的相邻两个上升沿的时间来计算其频率，通过FTM模块捕获脉冲信号的上升沿和下降沿时间来计算其占空比；所述峰值检波电路通过A/D模块与主控模块相连，以计算待测脉冲信号的幅值；主控模块连接显示模块，显示模块用于显示脉冲信号的频率、占空比和幅值。

【技术特征摘要】
1.一种脉冲信号参数测量仪，其特征在于：包括以MK60DN512ZVLQ10单片机为主控制器的主控模块、用于前期调理待测脉冲信号的信号处理电路、FTM模块、用于检测待测脉冲信号幅值的峰值检波电路和显示模块；所述信号处理电路与FTM模块连接，FTM模块与主控模块相连，主控模块通过FTM模块捕获脉冲信号的相邻两个上升沿的时间来计算其频率，通过FTM模块捕获脉冲信号的上升沿和下降沿时间来计算其占空比；所述峰值检波电路通过A/D模块与主控模块相连，以计算待测脉冲信号的幅值；主...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘华，施煜，张伟玉，马捷，黄舞记，王坤航，
申请(专利权)人：天津农学院，
类型：新型
国别省市：天津,12