CN2879205Y - 一种用于动态信号半强度宽度检出的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于动态信号半强度宽度检出的电路，由前置放大单元、反相运算单元和电压比较单元相互连接构成；其中，前置放大单元和反相运算单元的输出端分别与电压比较单元的正负输入端相连接；前置放大单元的输出端还通过一个半峰值电压保持单元与反相运算单元正相输入端连接，电压比较单元的输出端通过信号线连接仪表。本电路实现了前置放大及反相运算放大单元共电源，通过一块双运放集成电路可实现放大及反相运算单元功能，可有效消除测量信号幅度漂移对宽度甄别的影响，在动态测量系统上应用的工作稳定性提高，制作与维护方便，成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及动态测量信号边界检出技术领域，具体是指一种用于动态信号半强度宽度检出的电路。
背景技术
在激光扫描几何量测量、光电扫描脉宽测量、超声定位、测距以及类似测量原理系统中，动态信号的边界检出是实现准确可靠测量的关键技术，直接影响系统的测量或定位精度。
常用的动态信号边界检出技术有过零检出法(标准电平切割法)和二次微分法，虽然方法简单，但动态跟踪效果不好，灵敏度有待提高。专利号为200420015508.0的中国实用新型专利“一种用于动态信号边界检出的电路”，其由主放大单元、参考放大单元、浮动电源单元和电压比较单元相互连接构成，其中，主放大单元和参考放大单元的输出端分别与电压比较单元的正、负输入端相连接，浮动电源单元与参考放大单元相电气连接，向参考放大单元提供正(负)电源，所述浮动电源单元电平受动态信号峰值控制，电压比较单元的输出端通过信号线连接仪表。该种电路利用共轭原理实现边界检出，较好克服了前两种方法在动态特性方面的不足，灵敏度有效提高，但由于该种电路中一个运算放大电路的电源是随测量信号峰值浮动的，不能使用共电源的一块多运算放大集成电路实现其功能，结构仍较复杂，为实际设计和应用带来麻烦。
发明内容
本实用新型的目的就是为了改善或解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种用于动态信号半强度宽度检出的电路。该电路具有现有技术的高灵敏度及优良的自适应性能，可以使用一个共电源的多运放集成电路实现，结构紧凑，工作稳定性得到提高。
本实用新型的目的通过下述方案实现：本用于动态信号半强度宽度检出的电路，由前置放大单元、反相运算单元和电压比较单元相互连接构成；其中，所述前置放大单元和反相运算单元的输出端分别与电压比较单元的正负输入端相连接；前置放大单元的输出端还通过一个半峰值电压保持单元与反相运算单元正相输入端连接，所述电压比较单元的输出端通过信号线连接仪表。
为更好地实现本实用新型，所述半峰值电压保持单元由二极管D、电压保持电容C及分压电阻构成，所述半峰值电压保持单元提供具有随动态输出测量信号的峰值浮动的特征的电平作为反相运算单元的输入参考电平，该输入参考电平是所述前置放大单元输出信号峰值的一半。
所述反相运算单元是一种输出参考信号具有与动态输出测量信号反相共轭的特征的反相运算单元。
所述前置放大单元和反相运算单元是一块共电源的双运放集成电路(如LM353)，或者由分离元件组成，或者由集成电路与分离元件组成。
所述前置放大单元、反相运算单元及电压比较单元是一块多运放集成电路。
为提高精度，本电路中允许接入用于精度补偿的电阻、二极管或用于提高阻抗的电子元器件，中间可以增加放大、补偿电子单元。
本实用新型的工作原理是：本电路的关键是稳定获得所述反相运算单元的输入参考电平，该输入参考电平是所述前置放大单元输出信号峰值的一半，并随动态测量信号的峰值变化，该参考电平由一个半峰值电压保持单元提供；动态测量信号经过前置放大单元、反相运算单元两个运算单元放大后，再经电压比较单元时，可输出与该信号半强度宽度相对应的方波，从而实现边界检出。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本电路实现了前置放大及反相运算放大单元共电源，通过一块双运放集成电路可实现放大及反相运算单元功能，可有效消除测量信号幅度漂移对宽度甄别的影响，在动态测量系统上应用的工作稳定性提高。
2、本实用新型使用了一个半峰值电压保持单元，采用控制反相运算输入参考电平的方法实现了共轭边界检出原理，与控制反相运算单元工作电源的现有技术相比，调整更加方便，测量动态范围有效提高；
3、本实用新型的前置放大及反相运算单元可使用一块双运放集成电路实现，整个电路的工作电流减少，动态特性有效改善；
4、本实用新型外部元件明显减少，结构紧凑，制作调试及维护更加方便，制造成本相对降低。
附图说明
图1是本实用新型一种用于动态信号半强度宽度检出的电路(输入信号为正脉冲)结构示意图；
图2是本实用新型一种用于动态信号半强度宽度检出的电路(输入信号为负脉冲)结构示意图；
图3是本实用新型一种用于动态信号半强度宽度检出的电路(输入信号为负脉冲)另一种结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细说明。实施例仅指明了一种信号波形的传输及变换过程。
实施例一
如图1所示，本用于动态信号半强度宽度检出的电路由前置放大单元1、反相运算单元2、电压比较单元3及半峰值电压保持单元4(由二极管D、电压保持电容C及分压电阻R5、R6构成)依次相互连接组成。输入信号为正脉冲。
本电路的工作原理是：测量器件(传感器)P输出的动态测量信号经前置放大单元1放大后，输出动态测量信号：
u＝us (1)
信号us分为两路：一路直接输入电压比较单元3的正输入端，另一路又分为两个支路，其一输入反相运算单元2的负输入端，其二通过由二极管D、电压保持电容C及分压电阻R5、R6向反相运算单元2的正相输入端提供输入参考电平，该输入参考电平为动态测量信号us峰值usmax的二分之一，适当调整电阻R3、R4、R5、R6的数值(比如取R3＝R4及R5＝R6)，则反相运算单元2的输出参考信号可由以下公式得出：
u＝usmax-us (2)
显然，该输出参考信号具有与动态测量信号反相共轭的特征。
如图1所示，本电路的边界检出工作原理是：当前置放大单元1及反相运算单元2输出的分别由式(1)、(2)表征的信号输入到电压比较单元3的正、反端时，电压比较单元将输出一个方波，方波的两个边界与信号峰值的半强度相对应，也与测量器件(传感器P)输出的信号半强度宽度相对应，如上述即可实现动态信号半强度宽度检出。
实施例二
如图2所示，输入信号为负脉冲，前置放大单元1采用反相放大原理对信号作预处理，其他基本原理与实施例一的电路类同。
实施例三
如图3所示，输入信号为负脉冲，半峰值电压保持单元4为反相运算单元2提供的输入参考电平为负值，其他基本原理与实施例一的电路类同。
如上所述，即可较好的实现本实用新型。
Claims (5)
1、一种用于动态信号半强度宽度检出的电路，其特征在于：由前置放大单元、反相运算单元和电压比较单元相互连接构成；其中，所述前置放大单元和反相运算单元的输出端分别与电压比较单元的正负输入端相连接；前置放大单元的输出端还通过一个半峰值电压保持单元与反相运算单元正相输入端连接，所述电压比较单元的输出端通过信号线连接仪表。
2、按权利要求1所述一种用于动态信号半强度宽度检出的电路，其特征在于：所述半峰值电压保持单元由二极管D、电压保持电容C及分压电阻构成，所述半峰值电压保持单元提供具有随动态输出测量信号的峰值浮动的特征的电平作为反相运算单元的输入参考电平，该输入参考电平是所述前置放大单元输出信号峰值的一半。
3、按权利要求1所述一种用于动态信号半强度宽度检出的电路，其特征在于：所述反相运算单元是一种输出参考信号具有与动态输出测量信号反相共轭的特征的反相运算单元。
4、按权利要求1所述一种用于动态信号半强度宽度检出的电路，其特征在于：所述前置放大单元和反相运算单元是一块共电源的双运放集成电路，或者由分离元件组成，或者由集成电路与分离元件组成。
5、按权利要求1所述一种用于动态信号半强度宽度检出的电路，其特征在于：所述前置放大单元、反相运算单元及电压比较单元是一块多运放集成电路。
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| CN 200620055683 CN2879205Y (zh) | 2006-03-03 | 2006-03-03 | 一种用于动态信号半强度宽度检出的电路 |
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| CN2879205Y true CN2879205Y (zh) | 2007-03-14 |
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| CN (1) | CN2879205Y (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107402331A (zh) * | 2017-09-08 | 2017-11-28 | 国家电网公司 | 低压无线核相装置及其方法 |
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2006
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