[實用新型]一種脈沖寬度自動測量電路有效
| 申請號: | 201320628330.6 | 申請日: | 2013-10-12 |
| 公開(公告)號: | CN203519731U | 公開(公告)日: | 2014-04-02 |
| 發明(設計)人: | 鐘曉衛;周春燕;華烈 | 申請(專利權)人: | 北京航天長征飛行器研究所;中國運載火箭技術研究院 |
| 主分類號: | G01R29/02 | 分類號: | G01R29/02;G01R23/10 |
| 代理公司: | 中國航天科技專利中心 11009 | 代理人: | 安麗 |
| 地址: | 100076 北京市*** | 國省代碼: | 北京;11 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 脈沖寬度 自動 測量 電路 | ||
技術領域
本實用新型涉及一種脈沖寬度自動測量電路,屬于電路設計技術領域。
背景技術
自動控制領域中經常有脈沖信號需要控制和測量,市面上能買到的通用測試儀價格較貴,且功能單一,不能適應多種測控要求。
實用新型內容
本實用新型的技術解決問題是:克服現有技術的不足,提供了一種脈沖寬度自動測量電路,可自動測量多路并行脈沖寬度。
本實用新型的技術解決方案是:
一種脈沖寬度自動測量電路,包括:定時計數器芯片、非門芯片和光耦芯片;外部輸入脈沖信號通過光耦芯片進行隔離和調壓,調整為+5V脈沖信號輸出給非門芯片的輸入端,非門芯片將+5V脈沖信號反相之后輸出到定時計數器芯片的門控端,定時計數器芯片對輸入的脈沖進行計數,且高電平有效,外部時鐘信號輸入到定時計數器芯片的時鐘端,給定時計數器芯片提供計數時鐘。
外部輸入脈沖信號與光耦芯片輸出的+5V脈沖信號相位相同。
光耦芯片包括輸入電阻、輸出電阻和光耦,外部輸入脈沖信號通過輸入電阻之后送到光耦的輸入正端,光耦的輸出正端通過輸出電阻連接+5V,同時,光耦的輸入負端和輸出負端接地,光耦的輸出正端引出信號即為光耦芯片的輸出。
輸出電阻取值510歐姆,輸入電阻的阻值=外部輸入脈沖信號的最高電壓值/限制電流,其中,限制電流取值范圍為10~20mA。
所述定時計數器芯片為8254芯片或8253芯片
本實用新型與現有技術相比的有益效果是:
(1)多路脈沖由多路計數器自動并行測量,測量精度可通過調高計數器計數頻率來提高,本創新選用1KHz的計數頻率,測量精度為1ms。
附圖說明
圖1為本實用新型電路示意圖;
圖2為被測外部輸入脈沖信號波形圖;
圖3為經過光耦之后的脈沖信號波形圖;
圖4為經過非門之后的脈沖信號波形圖。
具體實施方式
下面結合附圖進一步說明本實用新型具體實施方式。
定時的本質就是計數,把若干計時單元累加起來,就獲得了一段時間。因此用可編程定時計數器芯片按晶振輸出的時鐘信號定時并計數,可實現對一段時間的精確測量,這種方式即不占用CPU的時間,又使用靈活。
基于上述思想,本實用新型提供了一種脈沖寬度自動測量電路,如圖1所示,包括:定時計數器芯片、非門芯片和光耦芯片;外部輸入脈沖信號通過光耦芯片進行隔離和調壓,調整為+5V脈沖信號輸出給非門芯片的輸入端,外部輸入脈沖信號與光耦芯片輸出的+5V脈沖信號脈寬相同,相位相反。非門芯片將+5V脈沖信號再反相之后輸出到定時計數器芯片的門控端,定時計數器芯片對輸入的脈沖進行計數,且高電平有效,外部時鐘信號輸入到定時計數器芯片的時鐘端,給定時計數器芯片提供計數時鐘。
光耦芯片包括輸入電阻、輸出電阻和光耦,外部輸入脈沖信號通過輸入電阻之后送到光耦的輸入正端,光耦的輸出正端通過輸出電阻連接+5V,同時,光耦的輸入負端和輸出負端接地,光耦的輸出正端引出信號即為光耦芯片的輸出。光耦芯片的輸出電阻取值510歐姆,輸入電阻的阻值=外部輸入脈沖信號的最高電壓值/限制電流,其中,限制電流取值范圍為10~20mA。這樣隨著輸入電阻阻值的調整,可以測量不同的外部輸入脈沖信號。
本實用新型中定時計數器芯片為8254芯片或8253芯片,光耦芯片采用GH302-4芯片,非門芯片采用54HC14芯片。
本實用新型測量電路可以擴展為同時測量多路外部輸入脈沖信號,如圖2所示,以3路輸入為例,3路被測脈沖并行輸入GH302-4光耦,經光耦變換后(即圖1中AAA1~AAA3處),脈沖信號變成圖3所示3路-5~0V等脈寬信號,又經54HC14非門變換后(即圖1中BBB1~BBB3處),脈沖信號變成圖4所示3路0~5V等脈寬信號,再分別輸入8254的門控端GATE0~GATE2,相應控制3個計數器計數。
8254芯片內部有3個獨立的計數器,每個計數器都有自己的時鐘信號CLK和門控信號GATE。按測量精度選擇一定頻率的時鐘信號輸入CLK,把被測信號調理成0~5V輸入門控端,GATE在5V左右啟動計數,在0V左右停止計數。通過控制8254的片選和讀寫信號,按地址從計數器中讀出數據,即可算出相應被測脈沖寬度。
多路并行脈沖信號經調理后,分別輸入8254定時/計數器芯片的一個門控端,即可算出每一路被測信號的脈沖寬度。
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