CN108365837A - 消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理电路及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理电路及方法，处理电路包括RC隔直流电路，用于滤除输入的脉冲信号中的直流分量；基线处理电路，其输入端与所述RC隔直流电路的输出端连接，用于对输入脉冲信号的负向基线进行处理，求和电路，其输入端分别与基线处理电路的输出端和RC隔直流电路的输出端连接，用于对RC隔直流电路和基线处理电路的输出进行求和；本发明中通过增加基线处理电路和求和电路，有效地解决了RC隔直流电路的基线变化问题，工作电压范围宽，能有效地消除输入脉冲信号的直流电平，并且不需要调试，利于大批量生产。

Description

消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理电路及方法
技术领域
本发明涉及电子领域，尤其涉及一种消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理电路及方法。
背景技术
脉冲信号可以用来表示信息，也可以用来作为载波，还可以作为各种数字电路、高性能芯片的时钟信号，为了消除脉冲信号所带有的直流信号，往往需要通过脉冲处理电路对脉冲信号进行隔自流处理，一般的处理方法是通过一个隔直流电容和一个电阻(即RC电路)，这种电路结构虽然简单，但却能够起到消除直流信号的作用，然而，这种电路结构存在一个问题，当脉冲信号的占空比在大范围内变化时，其脉冲的基线会变化非常大，这种情况在一些信号处理电路中是不能容忍的。因此，需要一种技术手段，能够解决脉冲信号的占空比在大范围内变化时，通过隔自流电路后脉冲的基线会变化大的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理电路，以解决上述技术问题。
本发明提供的消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理电路，包括一种消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理电路，其特征在于，包括：
RC隔直流电路，用于滤除输入的脉冲信号中的直流分量；
基线处理电路，其输入端与所述RC隔直流电路的输出端连接，用于对输入脉冲信号的负向基线进行处理，
求和电路，其输入端分别与基线处理电路的输出端和RC隔直流电路的输出端连接，用于对RC隔直流电路和基线处理电路的输出进行求和。
进一步，所述RC隔直流电路包括：第一电容和第六电阻；
所述第一电容的一端与RC隔直流电路输入端连接，另一端分别与第六电阻的一端和RC 隔直流电路输出端连接，第六电阻的另一端接地，所述RC隔直流电路输出端分别与求和电路的输入端和基线处理电路的输入端连接。
进一步，所述基线处理电路包括第四电阻、第九电阻、第一运算放大器、第二电容、第一二极管和第二二极管；
基线处理电路输入端分别与RC隔直流电路输出端以及求和电路输入端连接，基线处理电路输出端与求和电路的输入端连接，所述第四电阻的一端与基线处理电路输入端连接，第四电阻的另一端分别与第一运算放大器的负向输入端、第一二极管的正极以及第九电阻的一端连接，第一二极管的负极与第一运算放大器的输出端连接，第一运算放大器的输出端与第二二极管的正极连接，第二二极管的负极与基线处理电路输出端连接，第九电阻的另一端分别与第二电容的一端、第二二极管的负极和基线处理电路输出端连接，第二电容的另一端接地，所述第一运算放大器的正向输入端接地。
进一步，所述求和电路包括：第二电阻、第三电阻、第五电阻、第七电阻、第八电阻和第二运算放大器；
所述第二电阻的一端通过求和电路第一输入端与RC隔直流电路输出端连接，所述第三电阻的一端通过求和电路第二输入端与基线处理电路输出端连接，所述第二电阻的另一端和第三电阻的另一端连接，并同时与所述第二运算放大器的正向输入端连接，所述所述第二电阻的另一端和第三电阻的另一端分别与第七电阻的一端连接，第七电阻的另一端接地，第八电阻的一端与第二运算放大器的负向输入端连接，第八电阻的一端还通过第五电阻与第二运算放大器的输出端连接，第八电阻的另一端接地，所述第二运算放大器的输出端与求和电路输出端连接。
进一步，所述RC隔直流电路、基线处理电路和求和电路，通过模拟IC工艺制造。
本发明还提供一共消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理方法，包括：
通过RC隔直流电路滤除输入的脉冲信号中的直流分量；
通过基线处理电路对输入脉冲信号的负向基线进行检波和反向处理，
通过对RC隔直流电路和基线处理电路的输出进行求和，将脉冲基线电平抬高到0V，稳定隔直电容后的脉冲基线电平，完成消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理。
本发明的有益效果：本发明中的消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理电路，采用一个RC隔直流电路，一个基线处理电路和一个求和电路相互连接来实现，本发明通过增加基线处理电路和求和电路，有效地解决了RC隔直流电路的基线变化问题，在输入10％、 50％和90％占空比情况下输出情况，其脉冲基线从-0.4V变化到-3.2V左右，占输入脉冲幅度的100％，而本发明在相同情况下的输出情况，其基线在0V左右，几乎没有变化，本发明采用的元器件基本为常规器件，工作电压范围宽，本发明中的电路脉冲占空比适应范围宽，可在脉冲幅度几mV～几V，0～100％占空比下工作，其脉冲基线不发生变化，同时又能有效地消除输入脉冲信号的直流电平。本发明具有元器件少，体积小，成本低的优点，还可以采用IC 集成，进一步降低体积，并且不需要调试，便于大批量生产。
附图说明
图1是本发明实施例中消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理电路的RC隔直流电路框图；
图2是本发明实施例中消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理电路框图；
图3是本发明实施例中消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理电路示意图；
图4是传统电路外加10％占空比的输出信号示意图；
图5是传统电路外加50％占空比的输出信号示意图；
图6是传统电路外加90％占空比的输出信号示意图；
图7是本发明实施例中电路外加10％占空比的输出信号示意图；
图8是本发明实施例中电路外加50％占空比的输出信号示意图；
图9是本发明实施例中电路外加90％占空比的输出信号示意图。
附图标记：第一电容C1、第六电阻R6、第四电阻R4、第九电阻R9、第一运算放大器U1、第二电容C2、第一二极管D1、第二二极管D2、第二电阻R2、第三电阻R3、第五电阻 R5、第七电阻R7、第八电阻R8、第二运算放大器U2。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图2所示，本实施例中的消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理系统，包括：
RC隔直流电路1，用于滤除输入的脉冲信号中的直流分量；
基线处理电路2，其输入端与所述RC隔直流电路的输出端连接，用于对输入脉冲信号的负向基线进行处理3，
求和电路，其输入端分别与基线处理电路的输出端和RC隔直流电路的输出端连接，用于对RC隔直流电路和基线处理电路的输出进行求和。
在本实施例中，处理电路主要包括一个RC隔直流电路1，一个基线处理电路2和一个求和电路3相互连接来实现，如图1所示，其中RC隔直流电路1的为传统的隔直流电路，其输出脉冲基线会随输入信号占空比变化，基线处理电路2可以将RC隔直流电路的输出脉冲的负电平进行检波并反向，求和电路3，对基线处理电路2的输出和RC隔直流电路1的输出端基线求和，将脉冲基线电平抬高到0V，从而实现消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理。
如图3所示，本实施例中的RC隔直流电路1主要包括：
第一电容C1和第六电阻R6；
第一电容C1的一端与RC隔直流电路输入端连接，另一端分别与第六电阻R6的一端和 RC隔直流电路输出端连接，第六电阻R6的另一端接地，所述RC隔直流电路输出端分别与求和电路的输入端和基线处理电路的输入端连接。
本实施例中的基线处理电路2包括第四电阻R4、第九电阻R9、第一运算放大器U1、第二电容C2、第一二极管D1和第二二极管D2；
基线处理电路输入端分别与RC隔直流电路输出端以及求和电路输入端连接，基线处理电路输出端与求和电路的输入端连接，所述第四电阻R4的一端与基线处理电路输入端连接，第四电阻R4的另一端分别与第一运算放大器U1的负向输入端、第一二极管D1的正极以及第九电阻R9的一端连接，第一二极管D1的负极与第一运算放大器U1的输出端连接，第一运算放大器U1的输出端与第二二极管D2的正极连接，第二二极管D2的负极与基线处理电路输出端连接，第九电阻R9的另一端分别与第二电容C2的一端、第二二极管D2的负极和基线处理电路输出端连接，第二电容C2的另一端接地，所述第一运算放大器U1的正向输入端接地。
本实施例中的求和电路3包括：第二电阻R2、第三电阻R3、第五电阻R5、第七电阻R7、第八电阻R8和第二运算放大器U2；
第二电阻R2的一端通过求和电路第一输入端与RC隔直流电路输出端连接，所述第三电阻R3的一端通过求和电路第二输入端与基线处理电路输出端连接，所述第二电阻R2的另一端和第三电阻R3的另一端连接，并同时与所述第二运算放大器U2的正向输入端连接，所述所述第二电阻R2的另一端和第三电阻R3的另一端分别与第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端接地，第八电阻R8的一端与第二运算放大器U2的负向输入端连接，第八电阻R8的一端还通过第五电阻R5与第二运算放大器U2的输出端连接，第八电阻R8的另一端接地，所述第二运算放大器U2的输出端与求和电路输出端连接。
在本实施例中，第一电容C1、第二电容C2都采用常规普通电容，电容值为10uF。第六电阻R6、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第七电阻R7和第九电阻R9均为常规普通电阻，电阻值为10kΩ，第八电阻R8为常规普通电阻，电阻值为5kΩ。运算放大器U1 和U2也都采用常规的运算放大器。
在本实施例中，如图4-6所示，传统的RC隔直流电路在输入10％、50％和90％占空比情况下输出情况下，其脉冲基线从-0.4V变化到-3.2V左右，占输入脉冲幅度的100％；如图 7-9所示，本实施例中的处理电路在相同情况下的输出情况，其基线在0V附件，几乎没有变化。本实施例中的运算放大器、电阻、电容和二极管均为常规器件，工作电压范围宽。本实施例中的电路脉冲占空比适应范围宽，在工作温度为-55℃～125℃条件下，脉冲输入幅度从几 mV～几V，脉冲占空比0～100％均工作正常，温度稳定性好。其脉冲基线不发生变化，同时又能有效地消除输入脉冲信号的直流电平。本实施例中的RC隔直流电路、基线处理电路和求和电路，可采用标准的SMT、MCM(multi-chip module)工艺制造，优选地，可以通过模拟 IC工艺制造，进一步降低体积。
相应地，在上述处理电路的结构基础下，本实施例还提供一种消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理方法，包括：
通过RC隔直流电路滤除输入的脉冲信号中的直流分量；
通过基线处理电路对输入脉冲信号的负向基线进行检波和反向处理，
通过对RC隔直流电路和基线处理电路的输出进行求和，稳定隔直电容后的脉冲基线电平，完成消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理电路，其特征在于，包括：
RC隔直流电路，用于滤除输入的脉冲信号中的直流分量；
基线处理电路，其输入端与所述RC隔直流电路的输出端连接，用于对输入脉冲信号的负向基线进行处理，
求和电路，其输入端分别与基线处理电路的输出端和RC隔直流电路的输出端连接，用于对RC隔直流电路和基线处理电路的输出进行求和。
2.根据权利要求1所述的消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理电路，其特征在于，所述RC隔直流电路包括：第一电容和第六电阻；
所述第一电容的一端与RC隔直流电路输入端连接，另一端分别与第六电阻的一端和RC隔直流电路输出端连接，第六电阻的另一端接地，所述RC隔直流电路输出端分别与求和电路的输入端和基线处理电路的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理电路，其特征在于，所述基线处理电路包括第四电阻、第九电阻、第一运算放大器、第二电容、第一二极管和第二二极管；
基线处理电路输入端分别与RC隔直流电路输出端以及求和电路输入端连接，基线处理电路输出端与求和电路的输入端连接，所述第四电阻的一端与基线处理电路输入端连接，第四电阻的另一端分别与第一运算放大器的负向输入端、第一二极管的正极以及第九电阻的一端连接，第一二极管的负极与第一运算放大器的输出端连接，第一运算放大器的输出端与第二二极管的正极连接，第二二极管的负极与基线处理电路输出端连接，第九电阻的另一端分别与第二电容的一端、第二二极管的负极和基线处理电路输出端连接，第二电容的另一端接地，所述第一运算放大器的正向输入端接地。
4.根据权利要求1所述的消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理电路，其特征在于，所述求和电路包括：第二电阻、第三电阻、第五电阻、第七电阻、第八电阻和第二运算放大器；
所述第二电阻的一端通过求和电路第一输入端与RC隔直流电路输出端连接，所述第三电阻的一端通过求和电路第二输入端与基线处理电路输出端连接，所述第二电阻的另一端和第三电阻的另一端连接，第二电阻的另一端和第三电阻的另一端同时还分别与所述第二运算放大器的正向输入端连接，所述第二电阻的另一端和第三电阻的另一端还分别与第七电阻的一端连接，第七电阻的另一端接地，第八电阻的一端与第二运算放大器的负向输入端连接，第八电阻的一端还通过第五电阻与第二运算放大器的输出端连接，第八电阻的另一端接地，所述第二运算放大器的输出端与求和电路输出端连接。
5.根据权利要求4所述的消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理电路，其特征在于，所述RC隔直流电路、基线处理电路和求和电路，通过模拟IC工艺制造。
6.一种采用权利要求1-5中任一项权利要求的消除脉冲信号通过隔直电容后基线变化的处理方法，其特征在于，包括：
通过RC隔直流电路滤除输入的脉冲信号中的直流分量；
通过基线处理电路对输入脉冲信号的负向基线进行检波和反向处理，
通过对RC隔直流电路和基线处理电路的输出进行求和，稳定隔直电容后的脉冲基线电平。
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