一种单脉冲宽度测量电路及测量方法技术

本发明专利技术公开了一种单脉冲宽度测量电路及测量方法，属于测量技术领域，该装置包括单脉冲产生电路及测量电路；所述单脉冲产生电路产生待测单脉冲信号，经过测量电路进行测量；所述测量电路与单脉冲产生电路连接；所述测量电路由稳压模块及积分电路组成，单脉冲产生电路所产生的单脉冲信号经过测量电路中的稳压模块后传输到积分电路，通过测量积分电路输出的电压值计算得到单脉冲宽度。所述的测量方法是利用输出电压V0与单脉冲宽度τ的关系，从而利用万用表来测量单脉冲的宽度；本发明专利技术可实现基于电路电子技术测量单脉冲宽度，操作方便，实用性强，可广泛应用于工业生产及实验室研究中，该装置简易，降低了成本并提高了测量的精确性和稳定性。

A Monopulse Width Measuring Circuit and Measuring Method

【技术实现步骤摘要】
一种单脉冲宽度测量电路及测量方法
本专利技术属于测量
，具体涉及一种基于电路电子技术的单脉冲宽度测量电路及测量方法。
技术介绍
单脉冲，即只有一个脉冲电压的信号，电压在短时间内迅速上升，一段时间后又快速下降，这样就形成一个脉冲，如果只产生一个脉冲，这就是单脉冲。脉冲宽度，就是高电平持续的时间。脉冲宽度的测量，实质上即是对时间的测量，在现代的生产工程应用和科学技术研究中，我们经常需要对数字信号的脉冲宽度进行测量，脉冲宽度在这里具有极为重要的意义。但是，在现代的生产工程应用中，实际上却没有测量脉冲宽度的相关装置与设备。发生这种情况的原因是在现实的工作环境中，脉冲宽度是比较难以测量准确的，而导致这种现象的发生并非是单纯由于系统本身的原因，而是由于客观条件的限制以及物理条件的限制。为了更好地满足能够测量脉冲宽度这一要求，在保证测量电路具有高精度的同时，还要保证有较高的稳定性。因此，我们采用了电路电子技术来测量单脉冲的宽度。这样的单脉冲宽度测量装置的设计不仅能够节约成本，从而使实验装置性能提高，而且装置的稳定性也会提高。伴随着电路电子技术的发展，电路电子技术的优点显现了出来。非电量的测量能够通过传感器转换成电信号，再利用电路电子技术进行测量。电路电子技术方面的测量最重要的优势就是更加容易利用计算机与电子技术形成紧密地结合，这样极有利于它通过A/D模数转换或者D/A数模转换与其连接。国内外对于单脉冲宽度的测量装置实际上很普遍，但是，大多数使用的是单片机技术或者CPLD等技术。而使用电路电子技术的几乎没有。
技术实现思路
基于现有技术中测量脉冲宽度的缺陷，本专利技术提供了一种基于电路电子技术的单脉冲宽度测量电路及测量方法。本专利技术通过如下技术方案实现：一种单脉冲宽度测量电路，包括单脉冲产生电路及测量电路；所述单脉冲产生电路产生待测单脉冲信号，经过测量电路进行测量；所述测量电路与单脉冲产生电路连接；所述测量电路由稳压模块及积分电路组成，所述稳压模块，用于稳定单脉冲产生电路传输过来的信号，由稳压二极管及电阻组成；所述积分电路，用于测量稳压模块处理过的单脉冲信号的脉冲宽度，由电阻、运算放大器及电容组成；单脉冲产生电路所产生的单脉冲信号经过测量电路中的稳压模块后传输到积分电路，通过测量积分电路输出的电压值计算得到单脉冲宽度。进一步地，所述单脉冲产生电路由芯片74HC123及外围电路组成，所述外围电路包括两个电容、滑动变阻器Rx及单刀双掷开关S4；其中，芯片74HC123输入引脚/A和引脚GND接地，复位引脚/R和引脚VCC接VCC,引脚B、开关S2及VCC依次连接，引脚B与引脚GND串联R4，引脚RxCx与引脚Cx串联单刀双掷开关S4，S4的一路串联C1，S1的另一路串联C2，引脚VCC与引脚RxCx串联Rx；所述测量电路中的稳压模块由稳压二极管D1与电阻R1构成，积分电路由电阻R2、运算放大器与电容C3构成，开关S和电阻R2串联到运算放大器的负输入端，运算放大器的正输入端接地，运算放大器的输出端和电容C3相连接于运算放大器的输入端，开关S1与电容C3并联，电阻R1一端接VCC，另一端与开关S相接，稳压二极管D1一端接地，另一端与开关S相接；单脉冲产生电路通过芯片74HC123的输出引脚Q与测量路的开关S相连。进一步地，所述C1的电容为100pF，所述C2的电容为100μF；所述电阻R1为510欧姆，稳压二极管D1的击穿电压为3.3伏特；所述电阻R2为12千欧姆，电容C3的电容为0.1μF，R4的阻值为1000欧姆，运算放大器型号为芯片OP07。进一步地，所述通过测量积分电路输出的电压值计算得到单脉冲宽度的公式如下：其中，V0为输出电压值，C为电容C3的大小，Vm为运算放大器的电压，R2为电阻R2的大小，k是固定的数值，τ为所测得的单脉冲宽度。本专利技术还提供了一种单脉冲宽度测量电路的测量方法，具体步骤如下：步骤一、将单脉冲产生电路与测量电路连接，并将单脉冲产生电路及测量电路供电及接地，准备测量；步骤二、通过单脉冲产生电路产生一个待测单脉冲信号，通过单刀双掷开关来调整档位，通过Rx调整单脉冲信号的宽度范围为1μs-1s；当需要产生脉宽为1μs-1ms的单脉冲时，单刀双掷开关与电容C1接通；当需要产生脉宽为1ms-1s的单脉冲时，单刀双掷开关与电容C2接通；步骤三、打开串联在主电路上的开关S并闭合并联在电容上的开关S1，使测量电路开始工作，当单脉冲产生电路传过来单脉冲时，用万用表测量运算放大器输出端的电压值；步骤四、输出电压V0与单脉冲宽度τ的关系如下：其中，V0为输出电压值，C为电容C3的大小，Vm为运算放大器的电压，R2为电阻R2的大小，k是固定的数值，τ为所测得的单脉冲宽度。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：1.本专利技术基于电路电子技术测量单脉冲宽度，由于电路电子技术测量单脉冲宽度原理简单，操作方便，实用性强，因此可广泛应用于工业生产及实验室研究中；2.与现有方法相比本专利技术电路简易，由电路电子技术中的基础原件就可以实现，这些电阻电容之类的原件成本很低，从而大大降低了专利技术所需的成本；3.本方法只需用万用表就可以测出最后的结果，而不需要计算机和软件来配合使用，进一步降低了每一次测量的成本；4.本专利技术可测量的单脉冲范围是1μs到1s，测量范围大；5.本专利技术采用电路电子技术测量单脉冲宽度，改善了其它方法中由于不同计算机及软件，不同设置阈值引入的误差，提高了测量的精确性及稳定性。附图说明图1为本专利技术所述的单脉冲宽度测量电路中的单脉冲产生电路的电路图；图2为本专利技术所述的单脉冲宽度测量电路中的测量电路的电路图；图3为本专利技术所述的单脉冲宽度测量电路的测试流程图；具体实施方式下面结合附图对本专利技术作详细的描述。实施例1一种单脉冲宽度测量电路，包括单脉冲产生电路及测量电路；所述单脉冲产生电路产生待测单脉冲信号，经过测量电路进行测量；所述测量电路与单脉冲产生电路连接；所述测量电路由稳压模块及积分电路组成，所述稳压模块，用于稳定单脉冲产生电路传输过来的信号，由稳压二极管及电阻组成；所述积分电路，用于测量稳压模块处理过的单脉冲信号的脉冲宽度，由电阻、运算放大器及电容组成；单脉冲产生电路所产生的单脉冲信号经过测量电路中的稳压模块后传输到积分电路，通过测量积分电路输出的电压值计算得到单脉冲宽度。测量装置电路需要连接单脉冲发生器，单脉冲产生电路，如图1所示：如果输入引脚/A接低电平，复位引脚/R接高电平，则当输入引脚B来一个上升沿时，输出引脚Q会产生一个脉宽为τ的单脉冲。其脉宽τ的大小是由外围电路电阻RX的大小和电容C的大小决定的，计算公式为：τ＝0.45*RX*C。单脉冲脉宽的测量范围需要能达到1μs到1s的跨度，因为能达到106跨度的滑动变阻器拧一圈的跨度较大，因此用单刀双掷开关S1来调整档位：1μs到1ms，1ms到1s。RX选用1203的滑动变阻器，也就是120KΩ，当需要产生脉宽为1μs到1ms的单脉冲时，开关打到100pF的电容上；当需要产生脉宽为1ms到1s的单脉冲时，开关打到100μF的电容上。其中负触发输入端连接电源，正脉冲输出端为该单脉冲产生电路的信号输出端。只需在电源与输入引脚之间串联开关S2即可达到让此单脉冲发生器能够按下开关一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单脉冲宽度测量电路，其特征在于，包括单脉冲产生电路及测量电路；所述单脉冲产生电路产生待测单脉冲信号，经过测量电路进行测量；所述测量电路与单脉冲产生电路连接；所述测量电路由稳压模块及积分电路组成，所述稳压模块，用于稳定单脉冲产生电路传输过来的信号，由稳压二极管及电阻组成；所述积分电路，用于测量稳压模块处理过的单脉冲信号的脉冲宽度，由电阻、运算放大器及电容组成；单脉冲产生电路所产生的单脉冲信号经过测量电路中的稳压模块后传输到积分电路，通过测量积分电路输出的电压值计算得到单脉冲宽度。

【技术特征摘要】
1.一种单脉冲宽度测量电路，其特征在于，包括单脉冲产生电路及测量电路；所述单脉冲产生电路产生待测单脉冲信号，经过测量电路进行测量；所述测量电路与单脉冲产生电路连接；所述测量电路由稳压模块及积分电路组成，所述稳压模块，用于稳定单脉冲产生电路传输过来的信号，由稳压二极管及电阻组成；所述积分电路，用于测量稳压模块处理过的单脉冲信号的脉冲宽度，由电阻、运算放大器及电容组成；单脉冲产生电路所产生的单脉冲信号经过测量电路中的稳压模块后传输到积分电路，通过测量积分电路输出的电压值计算得到单脉冲宽度。2.如权利要求1所述的一种单脉冲宽度测量电路，其特征在于，所述单脉冲产生电路由芯片74HC123及外围电路组成，所述外围电路包括两个电容、滑动变阻器Rx及单刀双掷开关S4；其中，芯片74HC123输入引脚/A和引脚GND接地，复位引脚/R和引脚VCC接VCC,引脚B、开关S2及VCC依次连接，引脚B与引脚GND串联R4，引脚RxCx与引脚Cx串联单刀双掷开关S4，S4的一路串联C1，S1的另一路串联C2，引脚VCC与引脚RxCx串联Rx；所述测量电路中的稳压模块由稳压二极管D1与电阻R1构成，积分电路由电阻R2、运算放大器与电容C3构成，开关S和电阻R2串联到运算放大器的负输入端，运算放大器的正输入端接地，运算放大器的输出端和电容C3相连接于运算放大器的输入端，开关S1与电容C3并联，电阻R1一端接VCC，另一端与开关S相接，稳压二极管D1一端接地，另一端与开关S相接；单脉冲产生电路通过芯片74HC123的输出引脚Q与测...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴盛华，刘森，李宝华，张彤，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22