[發(fā)明專利]一種具有多級(jí)數(shù)字延時(shí)功能的同步觸發(fā)裝置及觸發(fā)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910448047.7
• 申請(qǐng)日: 2019-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN110108916B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉凌;張誠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R13/02
• 分類號(hào): G01R13/02;G05B19/042
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

1.一種具有多級(jí)數(shù)字延時(shí)功能的同步觸發(fā)裝置，其特征在于，包括依次連接的信號(hào)放大模塊(1)、隔離變壓器(2)、信號(hào)整流濾波模塊(3)、電壓比較模塊(4)、MCU模塊(5)和觸發(fā)信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊(6)；

信號(hào)放大模塊(1)，用于對(duì)輸入的電壓信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大；

隔離變壓器(2)，用于對(duì)放大后的電壓信號(hào)進(jìn)行原邊信號(hào)和副邊信號(hào)的隔離；

整流濾波模塊(3)，用于對(duì)隔離變壓器(2)的副邊信號(hào)進(jìn)行整流；

電壓比較模塊(4)，用于對(duì)整流濾波模塊(3)的輸出電平與預(yù)設(shè)的觸發(fā)閾值進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果輸出給MCU模塊(5)；

MCU模塊(5)，根據(jù)接收的比較結(jié)果執(zhí)行多級(jí)數(shù)字延時(shí)觸發(fā)和觸發(fā)信號(hào)保持操作；

觸發(fā)電平驅(qū)動(dòng)模塊(6)，使用不同的輸出接口輸出每級(jí)延時(shí)的觸發(fā)信號(hào)；

還包括光接收模塊，觸發(fā)電平驅(qū)動(dòng)模塊(6)通過等長光纖與不同測量點(diǎn)的光接收模塊的輸入端連接，光接收模塊的輸出端與示波器連接；

還包括與MCU模塊(5)連接的觸摸顯示屏和觸發(fā)信號(hào)外接擴(kuò)展口；

觸摸顯示屏用于設(shè)置觸發(fā)閾值、觸發(fā)延遲時(shí)間、觸發(fā)電平保持時(shí)間，以及顯示當(dāng)前觸發(fā)狀態(tài)和有效觸發(fā)次數(shù)；

觸發(fā)信號(hào)外接擴(kuò)展口，用于擴(kuò)展同步觸發(fā)光信號(hào)和電平信號(hào)輸出接口；

所述具有多級(jí)數(shù)字延時(shí)功能的同步觸發(fā)裝置的觸發(fā)方法，包括以下步驟；

S1，設(shè)置觸發(fā)閾值、觸發(fā)保持時(shí)間以及每一級(jí)的延遲時(shí)間；

S2，電壓比較模塊(4)對(duì)整流濾波模塊(3)的輸出電平與預(yù)設(shè)的觸發(fā)閾值進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果輸出給MCU模塊(5)；

S3，若電壓比較模塊(4)的輸入電平U高于觸發(fā)閾值，則該輸入電平為觸發(fā)電平，將觸發(fā)電平輸出至MCU模塊(5)，然后執(zhí)行步驟4；

若電壓比較模塊(4)輸入電平低于觸發(fā)閾值，則執(zhí)行步驟2；

S4，MCU模塊(5)根據(jù)設(shè)置的每一級(jí)的延遲時(shí)間對(duì)觸發(fā)電平進(jìn)行延時(shí)，每一級(jí)的延遲時(shí)間相互獨(dú)立，當(dāng)延時(shí)到達(dá)每一級(jí)延遲的設(shè)定時(shí)間時(shí)，將MCU模塊(5)對(duì)應(yīng)的輸出I/O接口復(fù)位，并通過觸發(fā)電平驅(qū)動(dòng)模塊(6)輸出電平信號(hào)或光信號(hào)；

S5，將多級(jí)延時(shí)中延時(shí)最長的一級(jí)作為觸發(fā)保持的起始時(shí)間，根據(jù)步驟1中設(shè)置的觸發(fā)保持時(shí)間進(jìn)行延時(shí)，在觸發(fā)保持過程中I/O口一直處于復(fù)位狀態(tài)，直到觸發(fā)保持時(shí)間完成，每一級(jí)延遲時(shí)間對(duì)應(yīng)I/O口置位，完成一次有效觸發(fā)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有多級(jí)數(shù)字延時(shí)功能的同步觸發(fā)裝置，其特征在于，所述電壓比較模塊(4)為軌至軌高速比較器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有多級(jí)數(shù)字延時(shí)功能的同步觸發(fā)裝置，其特征在于，所述MCU模塊為STM32F108核心板。

4.一種權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述具有多級(jí)數(shù)字延時(shí)功能的同步觸發(fā)裝置的觸發(fā)閾值的自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括以下步驟；

S1，初始化觸發(fā)閾值，MCU模塊(5)加載當(dāng)前觸發(fā)閾值；

S2，MCU模塊(5)采樣電壓比較模塊(4)的輸出電平U，當(dāng)輸出電平U高于觸發(fā)閾值，將重新調(diào)節(jié)當(dāng)前觸發(fā)閾值，使調(diào)節(jié)后的觸發(fā)閾值高于調(diào)節(jié)前的觸發(fā)閾值，并由MCU模塊(5)重新加載調(diào)節(jié)后的觸發(fā)閾值；重復(fù)該步驟的方法，直至輸出電平U低于最后一次設(shè)置的觸發(fā)閾值，則執(zhí)行步驟(3)；

S3，MCU模塊(5)在保持時(shí)間內(nèi)持續(xù)采樣電壓比較模塊(4)的輸出電平U，若保持時(shí)間內(nèi)輸入電平U一直低于觸發(fā)閾值，則執(zhí)行步驟(4)；

若保持時(shí)間內(nèi)某一時(shí)刻的輸出電平U高于觸發(fā)閾值，重新調(diào)節(jié)步驟2得到的觸發(fā)閾值，使調(diào)節(jié)后的觸發(fā)閾值大于調(diào)節(jié)前的觸發(fā)閾值，由MCU模塊(5)重新加載調(diào)節(jié)后的觸發(fā)閾值，并重新計(jì)算保持時(shí)間，MCU模塊(5)再次在保持時(shí)間內(nèi)持續(xù)采樣電壓比較模塊(4)的輸出電平U，重復(fù)該步驟的方法，直至在保持時(shí)間內(nèi)的輸入電平U一直低于觸發(fā)閾值；

S4，將步驟3得到的最后一次加載的觸發(fā)閾值作為最終的觸發(fā)閾值，完成觸發(fā)閾值自動(dòng)調(diào)節(jié)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述具有多級(jí)數(shù)字延時(shí)功能的同步觸發(fā)裝置的觸發(fā)閾值的自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述步驟2和步驟3中重新調(diào)節(jié)當(dāng)前觸發(fā)閾值的方法相同，在當(dāng)前觸發(fā)閾值的基礎(chǔ)上加入一定的調(diào)節(jié)量，且每次加入的調(diào)節(jié)量保持相同；步驟3中的調(diào)節(jié)量小于步驟2中的調(diào)節(jié)量。