[實用新型]一種脈沖信號測量電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420263111.7
• 申請日: 2014-05-21
• 公開（公告）號: CN203894321U
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉清惓;王勛濤;韓上邦;郭薇;朱俊豐
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R15/18
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種脈沖信號測量電路。

背景技術(shù)

脈沖信號是一種離散信號，形狀多種多樣，與普通模擬信號（如正弦波）相比，波形之間在時間軸不連續(xù)（波形與波形之間有明顯的間隔）但具有一定的周期性是它的特點。最常見的脈沖波是矩形波（也就是方波）。脈沖信號可以用來表示信息，也可以用來作為載波，比如脈沖調(diào)制中的脈沖編碼調(diào)制（PCM），脈沖寬度調(diào)制（PWM）等等，還可以作為各種數(shù)字電路、高性能芯片的時鐘信號。

目前，對脈沖信號的測量，尤其是脈沖電壓信號的測量，通常利用由一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器和一個微處理器構(gòu)成的電路實現(xiàn)。但這種電路也存在一些缺點，測量大脈沖信號時可能電路的測量范圍不足，因此對電路的應(yīng)用造成了一定的限制。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、功耗低且能方便準(zhǔn)確地測量脈沖信號的脈沖信號的測量電路。

本實用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案

一種脈沖信號測量電路，包含傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、控制單元、初級線圈、多個串聯(lián)的次級線圈，以及與所述次級線圈數(shù)量相同且一一對應(yīng)的電壓跟隨器；所述傳感器的輸出端連接初級線圈的輸入端，所述每個次級線圈連接與其一一對應(yīng)的電壓跟隨器輸入端，所述電壓跟隨器依次連接模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和控制單元。

優(yōu)選的，所述控制單元為單片機。

優(yōu)選的，所述單片機為AT89S52。

本實用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

??????本實用新型利用磁隔離器的感應(yīng)線圈可以實現(xiàn)初級隔離，安全且對直流信號有很好的隔離效果，衰減脈沖信號的幅值，在額定負(fù)荷下電壓變化小，并且價格低廉、功耗低、功率高；電壓跟隨器起到緩沖、隔離、提高負(fù)載能力的作用，減小對模數(shù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的影響，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的分級測量，可以提高測量的精度，模數(shù)轉(zhuǎn)換器可接收至少一個差分輸入信號，這個信號從兩個端口以差分的形式接入；微處理器可以通過修改程序而不需要改變硬件結(jié)構(gòu)以適應(yīng)不同的測量電路，同時具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點。?

附圖說明

圖1是本實用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-傳感器?2-初級線圈?3-鐵芯?4-次級線圈?5-電壓跟隨器?6-模數(shù)轉(zhuǎn)換器?7-微處理器??8-正向電壓?9-負(fù)向電壓?10-負(fù)差分輸入端?11-正差分輸入端。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)說明：

??????一種脈沖信號測量電路，包含傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、控制單元、初級線圈、多個串聯(lián)的次級線圈，以及與所述次級線圈數(shù)量相同且一一對應(yīng)的電壓跟隨器；所述傳感器的輸出端連接初級線圈的輸入端，所述每個次級線圈連接與其一一對應(yīng)的電壓跟隨器輸入端，所述電壓跟隨器依次連接模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和控制單元。所述控制單元為單片機AT89S52。

如圖1所示，當(dāng)初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）3中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈4中感應(yīng)出電壓（或電流）。

磁耦由線圈2、4和鐵芯（或磁芯）3組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組稱為初級線圈2，其余的繞組稱為次級線圈4。

前端傳感器系統(tǒng)1將采集到信號U1通過磁耦轉(zhuǎn)換后輸送給電壓跟隨器5，不計鐵芯（或磁芯）3耗能，根據(jù)能量守恒原理可得出線圈電壓之比等于匝數(shù)之比。轉(zhuǎn)換后電壓U2經(jīng)電壓跟隨器5處理后輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器6，模數(shù)轉(zhuǎn)換器6可接收至少一個差分輸入信號，這個信號從兩個端口以差分的形式接入。模數(shù)轉(zhuǎn)換器6的另一差分輸入端接地，將前端采集的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后輸入微處理器中7。經(jīng)次級線圈4分壓后電壓經(jīng)電壓跟隨器5輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器6的正差分輸入端11，電壓跟隨器5上所加正向電壓VDD作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器6的基準(zhǔn)源，VDD確定了模數(shù)轉(zhuǎn)換器6的正差分輸入端11最大電壓使之不會因過大電壓而損壞，電壓跟隨器5的負(fù)向電壓9接地。模數(shù)轉(zhuǎn)換器6的負(fù)差分輸入端10接地，模數(shù)轉(zhuǎn)換器6的輸出端12將前端采集的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入微處理器中7。通過將模數(shù)轉(zhuǎn)換器6采集到的數(shù)據(jù)與提前設(shè)定的四個置信區(qū)間進行比對，最終微處理器7采集與區(qū)間相對應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器6所采集到的數(shù)據(jù)。通過此種比較可有效消除電壓過高所造成的波形失真。