[發明專利]一種消除單擺周期測量的系統誤差的方法與電路

在審

• 申請號: 201710707701.2
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107564375A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 夏曉東;孔帥捷
• 申請（專利權）人: 夏曉東;孔帥捷
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種專門用于消除單擺周期測量中的系統誤差的傳感器信號處理電路，所述系統誤差是指由測量原理、測量儀器本身所帶來的、通過多次測量取平均值的方法不能消除、只能適當減小的誤差，其特征在于：

所述傳感器信號處理電路僅對單擺擺球從同一方向經過傳感器所處位置時作出響應并輸出計時信號、計數信號，對單擺擺球從相反方向經過傳感器所處位置時則不作出響應，輸出端保持為低電平狀態；

所述傳感器信號處理電路包括：傳感器信號整形電路、啟?？刂齐娐?、核心處理電路；所述電路具有一個傳感器信號輸入端(INPUT)、一個信號輸出端(OUTPUT)、一個啟?？刂贫耍粋鞲衅餍盘栞斎攵?INPUT)連接至傳感器電路，信號輸出端(OUTPUT)連接至計時器電路和/或計數器電路；所述傳感器信號整形電路、核心處理電路全部由MOS晶體管構成，無電阻、電容、電感等元件；所有MOS晶體管全部工作于開關狀態；

所述傳感器信號整形電路用于對傳感器輸出的模擬信號進行整形變為方波脈沖信號，并同時取得反相的方波脈沖信號，兩個互為反相的方波脈沖信號輸出至核心電路；

所述整形電路由兩對結構對稱的PMOS晶體管、NMOS晶體管以兩個串聯的CMOS反相器的形式構成；整形電路接收來自傳感器電路的輸出信號，并將整形后的輸出信號傳送至核心處理電路；

所述啟?？刂齐娐肪哂幸粋€啟停控制端，用于發出核心電路開始工作和停止工作的控制信號；該控制端通過一上拉電阻連接至電源正極V_DD，該控制端與電源地線之間連接有一個開關；該開關處于打開狀態時，控制端電平為高電平，傳感器信號處理電路的核心電路停止工作；該開關處于閉合狀態時，控制端電平為低電平，傳感器信號處理電路的核心電路正常工作；

所述核心電路專門用于在設定的單擺單一運動方向的傳感器脈沖信號上升沿或下降沿到來時使傳感器信號處理電路輸出電平實現翻轉，通知計時器、計數器狀態記下當時的時間、振動次數；且，

在傳感器信號輸入端(INPUT)第N次由低電平狀態跳變為高電平狀態時，即傳感器信號輸入端(INPUT)接收到傳感器電路發來的上升沿脈沖信號時：

當N為奇數，即：若信號輸出端(OUTPUT)原本為低電平狀態，則跳變為高電平狀態；若信號輸出端(OUTPUT)原本為高電平狀態，則跳變為低電平狀態；當N為偶數時，信號輸出端(OUTPUT)不會發生變化。

所述傳感器信號處理電路包括26個MOS晶體管，一個電阻R，和一個開關SW，26個MOS晶體管分別以T1～T26來表示，其中T1、T3、T5、T6、T9、T11、T14、T15、T17、T19、T21、T23、T25為PMOS晶體管，T2、T4、T7、T8、T10、T12、T13、T16、T18、T20、T22、T24、T26為NMOS晶體管。

T21的柵極、T22的柵極均電連接至傳感器信號輸入端(INPUT)；

T25的源極與T26的漏極均電連接至電路中C點作為信號輸出端(OUTPUT)，信號輸出至計時器電路、計數器電路；

T1與T2、T9與T10、T11與T12、T19與T20分別構成CMOS傳輸門(TG)；

T1的源極、T2、的源極、T11的漏極、T12的漏極、T15的柵極、T16的柵極、T19的源極、T20的源極、T25的柵極、T26的柵極均電連接至電路中的E點；

T1的漏極、T2的漏極、T3的柵極、T4的柵極、T9的源極、T10的源極均電連接至電路中的F點；

T3的源極、T4的漏極、T6的柵極、T7的柵極、T11的源極、T12的源極均電連接至電路中的G點；

T21的源極、T22的漏極、T23的柵極、T24的柵極、T2的柵極、T9的柵極、T11的柵極、T20的柵極均電連接至電路中的B點；

T23的源極、T24的漏極、T19的柵極、T12的柵極、T10的柵極、T1的柵極均電連接至電路中的A點；

T5的源極、T6的漏極電連接；

T6的源極、T7的漏極、T8的漏極、T9的漏極、T10的漏極均電連接至電路中的H點；

T5的柵極、T8的柵極、T13的柵極、T14的柵極均電連接至電路中的D點作為啟停電路控制電路的控制端，該控制端通過一上拉電阻連接至電源正極V_DD，該控制端與電源地線之間連接有一個開關；

T14的源極、T15的漏極電連接；

T15的源極、T16的漏極、T17的柵極、T18的柵極均電連接至電路中的I點；

T17的源極、T18的漏極、T19的漏極、T20的漏極均電連接至電路中的J點；

T3的漏極、T5的漏極、T14的漏極、T17的漏極、T21的漏極、T23的漏極、T25的漏極均電連接至電源正極；

T4的源極、T7的源極、T8的源極、T13的源極、T16的源極、T18的源極、T22的源極、T24的源極、T26的源極均電連接至電源地線；

T1、T3、T5、T6、T9、T11、T14、T15、T17、T19、T21、T23、T25的P型襯底均電連接至電源正極；T2、T4、T7、T8、T10、T12、T13、T16、T18、T20、T22、T24、T26的N型襯底均電連接至電源地線。

MOS管T21、T22、T23、T24構成整形電路；

電阻R、開關SW、MOS管T5、T8、T13、T14構成啟?？刂齐娐?；

其余MOS構成核心電路。