[發明專利]氣體超聲流量計自動增益調整的滯回比較電路及實現方法

在審

• 申請號: 202010843549.2
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111934656A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 李強;梁玉堂;楊彬;孟丹丹
• 申請（專利權）人: 索倫特（天津）自動化技術有限公司
• 主分類號: H03K5/22
• 分類號: H03K5/22;G01F1/66
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 楊舒文

本發明公開了一種氣體超聲流量計自動增益調整的滯回比較電路及實現方法，包括高閾值檢測電路和低閾值檢測電路。通過該方法可確定回波幅值在增益調整完成后為剛好超過高閾值的高值，保證調整完成后的回波幅值不會出現在接近低閾值的位置，解決了因調整完成后幅值出現接近低閾值的臨界位置而頻繁調整的問題，同時定時判斷是否為剛好超過高閾值的高值，保證回波幅值不會出現因過高而引發錯波的情況。通過該方法將回波幅值控制在確定的范圍內，同時因增加了滯回比較，當信號下降范圍不超過低閾值時，不會引起增益調整，可有效解決因信號波動而引發的頻繁調整問題，保證回波信號在可靠測量的幅值，提高測量的準確性并有效降低功耗。

技術領域

本發明涉及一種氣體超聲流量計自動增益調整的滯回比較電路及實現方法，用于氣體超聲流量計自動增益調整過程中增益值的確定。

背景技術

氣體超聲流量計的原始回波信號受壓力、流速等的變化會產生很大的波動，為適應這種波動，需要用到自動增益調整電路，以在原始回波信號較大波動的情況下，得到一個相對穩定的回波信號。以閾值電壓檢測回波的方法，是以回波信號與閾值電壓進行比較，確定回波位置，為保證每次回波位置是確定的，即不出現錯波的情況發生，需要保證回波信號的幅值，即信號幅值低于設定值的時候需要進行放大調整到大于設定幅值。公知的幅值檢測的方法中，單閾值判斷幅值會由于信號本身的波動，導致在臨界位置的時候出現增益頻繁調整的情況，既不利于測量的穩定，又增加了系統的功耗；雙閾值法是確定幅值在高低閾值區間，但如果幅值確定在接近低閾值的位置，同樣存在單閾值法的問題。

發明內容

鑒于現有技術所存在的問題，本發明提供了一種氣體超聲流量計自動增益調整的滯回比較電路及實現方法。確定回波幅值在增益調整完成后為剛好超過高閾值的高值，保證調整完成后的回波幅值不會出現在接近低閾值的位置，解決了因調整完成后幅值出現接近低閾值的臨界位置而頻繁調整的問題，同時定時判斷是否為剛好超過高閾值的高值，保證回波幅值不會出現因過高而引發錯波的情況。

本發明采取的技術方案是：一種氣體超聲流量計自動增益調整的滯回比較電路，其特征在于：包括高閾值檢測電路和低閾值檢測電路，其中比較器芯片IC1A的反相輸入端2腳接高閾值比較電壓V1，V1由基準電壓Vref通過電阻R1和電阻R2分壓獲得，電阻R2另一端接地GND；

比較器芯片IC1A的同相輸入端3腳通過電阻R3接回波信號SIGNAL，電容C1為旁路電容，一端接比較器芯片IC1A的同相輸入端3腳，另一端接地GND；

比較器芯片IC1A的供電端8腳接電源VCC，接地端4腳接地GND；

比較器芯片IC1B的反相輸入端6腳接低閾值比較電壓V2，V2由基準電壓Vref通過電阻R5和電阻R6分壓獲得，電阻R6另一端接地GND；

比較器芯片IC1B的同相輸入端5腳通過電阻R4接回波信號SIGNAL，電容C2為旁路電容，一端接比較器芯片IC1B的5腳，另一端接地GND；

比較器芯片IC1A的輸出端1腳為比較器輸出高閾值比較信號SIGNAL_HIGH，連接儀表所選單片機的中斷I/O口進行檢測；

比較器芯片IC1B輸出端7腳為比較器輸出低閾值比較信號SIGNAL_LOW，連接氣體超聲流量計所選單片機的中斷I/O口進行檢測。

一種氣體超聲流量計自動增益調整的滯回比較電路實現方法，其特征在于：回波信號幅值檢測采用雙閾值滯回比較方式，即回波信號SIGNAL分別與高閾值比較電壓V1和低閾值比較電壓V2通過比較器芯片進行比較，比較器芯片輸出高閾值比較信號SIGNAL_HIGH和低閾值比較信號SIGNAL_LOW分別連接氣體超聲流量計單片機的中斷I/O口；具體步驟如下：

1）、當未檢測到SIGNAL_LOW信號說明回波幅值低于低閾值比較電壓V2，增益按設定幅度遞增，直至檢測到SIGNAL_HIGH信號，說明回波信號幅值高于高閾值比較電壓V1，則完成增益調整；