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脉冲峰值检测与处理技术 　　（商洛职业技术学院，商洛 726000） 　　摘要：本文选用新型宽带直流恢复放大器OPA615和轨对轨高速比较器ADCMP602实现峰值检测电路，提高了整个电路的性能；采用C8051F340作为主控芯片，控制整个电路的运行并进行数据采集和处理，设计出了能够实现脉冲值连续检测的高性能脉冲峰值检测电路。 　　关键词：脉冲峰值；检测与处理技术；信号 　　0引言 　　随着科学技术迅猛发展，人们对信号测量的精度要求越来越高，被测量信号的速度也越来越高，形式多种多样。在实际应用中，脉冲信号作为一种常见的信号，我们经常需要检测脉冲信号的峰值以及其出现的时刻，如在心电图检测中检测Q点到R点的时间间隔；数据采集卡中高速信号的采集；核反应堆中能量谱的检测；雷达探测中的雷达波检测等。很多时候，峰值检测部分的性能在整个系统中起着至关重要的作用。但是传统的峰值检测电路无法很好地实现脉冲峰值的连续检测，鉴于此，本文将介绍一种新型的电路结构来实现这种连续检测的功能。 　　1方案设计 　　1.1 采用新型高速直流恢复电路器件组成峰值检测采样系统采用新型高速直流恢复电路器件OPA615、内置迟滞比较功能的高速比较器ADCMP602、带USB模块的嵌入式微控制器C8051F340，构成精确的脉冲高速峰值检测采样系统。 　　针对脉冲信号上升沿、下降沿陡峭，持续时间短，压摆率高等特点，我们选择了一系列高速器件，尽可能减少因为器件自身的延迟等因素对测量造成误差。采用ADCMP602来检测脉冲峰值的到来，触发单片机外部中断，使单片机控制OPA615对脉冲信号峰值进行采样保持，并利用内部的AD对其进行采样，然后存储到单片机内部的Flash中。相对于传统的峰值检测电路，本方案存在以下优点： 　　①比较器ADCMP602具有迟滞比较功能，当两输入端信号大小比较接近时，即使在外界噪声的作用下，其输出端也不会产生振荡，不会造成单片机误动作。②OPA615采样比较器包含一个运算跨导放大器、一个缓冲放大器和一个并发开关电路，当开关使能时，其输出电流很大，能够迅速给电容充电，当开关关断时，其关断电阻很大，可以使电容上的电荷尽可能保持不变??? 　　1.2 系统组成系统主要由以下几部分组成：峰值检测与采样部分、单片机控制器部分、液晶显示部分、USB接口部分、电源供电部分。具体如图1。 　　2硬件系统设计 　　2.1 峰值检测电路模块设计针对脉冲信号的特点，本设计采用的峰值检测方法是将输入的脉冲信号经过一定的延时后和原来的信号进行比较，由于延时的作用，当脉冲在上升时，输入的脉冲信号始终比延时后的脉冲信号要高，此时比较器输出高电平，当脉冲峰值到来后，脉冲信号开始下降，而同时经过延时的脉冲信号刚好到达最高点，此时脉冲信号比延时后的脉冲信号要低，导致比较器发生翻转，这样就可以检测脉冲到来的时刻了。具体采用运算放大器固定延时电路来实现。其中比较器我们选择ADCMP602，因为当比较器两输入信号非常接近时，在外界噪声的作用下，使用普通的高速比较器会产生剧烈的振荡，致使整个电路无法正常工作，而ADCMP602具有内置迟滞功能，使用ADCMP602可以使比较器在输入端信号比较接近和噪声作用的情况下能正常工作，不会产生振荡。峰值检测部分电路原理图如图2。 　　2.2 峰值采样保持电路模块设计峰值采样保持电路我们使用新型宽带直流恢复电路器件OPA615。具体电路如图3所示。利用OPA615的SOTA作为采样比较器，对输入信号和采样电容上的信号进行比较，进而控制采样电容上的电压和输入电压相等。利用OTA构成缓冲放大器，对采样电容上的电压进行缓冲。HOLD CONTROL由单片机控制和峰值检测比较器U1通过与门实现共同控制。 　　2.3 人机交互界面电路模块设计人机交互界面采用DM12864作为显示输出，4个独立键盘作为命令输入。DM12864是一款带中文字库的图形点阵模块，由动态驱动方式驱动128×64点阵显示。其具有低功耗，电源电压范围宽，内含多功能的指令集，操作简易，背光可以通过引脚控制的优点。 　　2.4 电源模块设计在设计中我们采用双电源供电方式，即电池供电和USB供电。在进行数据采集时，使用电池供电，方便携带；当需要将采集的数据通过USB接口上传到上位机时，采用USB供电方式。当使用电池供电时，电池电压的范围可以从3V~5V，我们通过升压芯片MAX856将电压变成+5V。而-5V电压则通过ICL7660负压芯片来产生。值得注意的是由于控制芯片采用3.3V的工作电压，我们还需要将+5V的电压通过稳压芯片转化成3.3V，以便给控制部分供电，在这里我们采用了低压降线性稳压器LM1117-3.3V。 　　2.5 微控制器电路模块设计在此系统中，我