[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

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。