[發(fā)明專利]一種用于提取數(shù)字脈沖信號占空比信息的電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510896291.1
• 申請日: 2015-12-08
• 公開（公告）號: CN105429614B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉驍;毛寧;常博博;張弛;梁欣穎;馬振華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安航空計算技術(shù)研究所
• 主分類號: H03K5/19
• 分類號: H03K5/19
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 胡樂

本發(fā)明提出一種用于提取數(shù)字脈沖信號占空比信息的電路，主要解決現(xiàn)有數(shù)字脈沖信號占空比信息的提取方法中工作不穩(wěn)定、計算精度不高的問題。所述的數(shù)字脈沖信號占空比信息提取的方法，針對頻率范圍1至1000Hz，電壓為TTL電平且占空比在50％至99％之間的脈沖信號。首先通過兩路輸入相位相反的積分電路將輸入信號變換為兩路直流信號，再通過低通濾波電路濾除雜波，最后選出兩路中的高值輸出。該發(fā)明保證輸出值始終為占空比大于50％的波形對應(yīng)電平，為后端電壓采集電路提供實(shí)時、可靠、穩(wěn)定的直流輸出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信號處理領(lǐng)域，具體的說是一種確定數(shù)字脈沖信號占空比信息的電路。

背景技術(shù)

占空比是數(shù)字脈沖信號的一個基礎(chǔ)參數(shù),不論在脈沖電源設(shè)計還是在脈沖信號的應(yīng)用中,都需要知道脈沖信號的占空比。不同的應(yīng)用情況對數(shù)字脈沖信號占空比的要求也不相同,因此測量出脈沖信號的占空比的實(shí)時性與可靠性也就非常必要。

目前測量占空比的方案主要有三種：示波器比較法、單片機(jī)計算法、平均值轉(zhuǎn)換法等。其中示波器比較法簡單易實(shí)現(xiàn),但實(shí)時性不強(qiáng)；單片機(jī)計算法實(shí)時性較高,但需要軟硬件配合設(shè)計,開發(fā)周期長；平均值轉(zhuǎn)換法電路簡單,但需要將脈沖信號轉(zhuǎn)換成平均值電壓再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，測量精度不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述三種測量方案中實(shí)時性不強(qiáng)、開發(fā)周期長、準(zhǔn)確性不高等問題，提出了一種全新的測量數(shù)字脈沖信號占空比的電路。

本發(fā)明的解決方案如下：

一種用于提取數(shù)字脈沖信號占空比信息的電路，其中所述數(shù)字脈沖信號頻率范圍為1～1000Hz，電壓為TTL電平且占空比在50％至99％之間；所述數(shù)字脈沖信號以差分信號的形式輸入，通過兩路輸入相位相反的積分變換電路轉(zhuǎn)換為兩路直流信號，再分別通過低通濾波電路濾除雜波，最后通過電壓選擇電路選出兩路中的高值輸出。

在以上方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還進(jìn)一步作如下優(yōu)化：

在兩路積分變換電路之前均設(shè)置有過壓保護(hù)電路；所述過壓保護(hù)電路主要由一組串聯(lián)的穩(wěn)壓二極管構(gòu)成。

在兩路低通濾波電路之后還均設(shè)置有電壓跟隨電路，使電壓信號增加直流輸出能力。

上述積分變換電路中搭建有放大器，放大器的負(fù)反饋電阻采用T型電阻網(wǎng)絡(luò)。

上述過壓保護(hù)電路、積分變換電路、低通濾波電路、電壓跟隨電路和電壓選擇電路整體上由運(yùn)算放大集成電路搭建而成。

本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：

通過差分信號雙路同時處理最終輸出最高值的方式穩(wěn)定處理帶占空比信息的數(shù)字脈沖信號，將其以直流形式輸出，保證輸出值始終為占空比大于50％的波形對應(yīng)電平，為后端電壓采集電路提供實(shí)時、可靠、穩(wěn)定的直流輸出。

采用低通濾波電路消除了信號中的高頻干擾信號，保證了運(yùn)算放大器的輸出電壓范圍，同時保證在頻率范圍內(nèi)的精度要求。

選用低偏移電流的放大器，結(jié)合采用T型電阻網(wǎng)絡(luò)減小了積分變換電路的反饋電阻，減弱了偏移電流引起的電壓誤差，提高了轉(zhuǎn)換脈沖信號的量程。

該電路反應(yīng)速度和測量精度高，縮短了開發(fā)周期。

信號處理的主體全部使用集成電路，成本低、效率高、實(shí)時性好、可靠性高。

附圖說明

圖1是數(shù)字脈沖信號占空比信息提取方法的系統(tǒng)原理圖；

圖2是積分變換電路的仿真波形；

圖3是過壓保護(hù)電路原理圖；

圖4是積分變換電路原理圖；

圖5是低通濾波電路原理圖；