專利名稱：高頻峰值模數(shù)轉(zhuǎn)換的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高頻峰值模數(shù)轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明人在ZL98242418.3、ZL00229122.3和ZL00230123.7專利中用過AC A/D交流模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)，即50Hz正弦交流信號，經(jīng)π/2移相、零電壓比較，獲取信號峰同步脈沖，在該脈沖作用下，對交流信號逐波模數(shù)轉(zhuǎn)換。它與傳統(tǒng)模數(shù)轉(zhuǎn)換不同，是在被測信號所形成的脈沖控制下的被動式模數(shù)轉(zhuǎn)換。但它脫離不了“采樣—轉(zhuǎn)換—恢復(fù)”的工作模式。尤其采樣，實質(zhì)是讓電容充電，保持被測信號瞬間電壓，往后再逐步轉(zhuǎn)換。電容充電是否到位，即所充電壓能否等于被測電壓，是模數(shù)轉(zhuǎn)換成敗的關(guān)鍵。設(shè)穩(wěn)定電壓Vm通過電阻R向電容C充電，申容兩端申壓Vc＝Vm(1-e-t/RC)是按指數(shù)規(guī)律上升。僅當(dāng)電路時間常數(shù)RC很小，充電時間t很長，即t/RC→∞時，Vc→Vm，電容充電到位。但實際使用RC不能太小，高頻信號周期短，為了保證充電電壓相對穩(wěn)定，峰值可取時間間隔極短，很難保證電容充電到位，導(dǎo)致隨后轉(zhuǎn)換可能失敗。可見要實現(xiàn)高頻峰值模數(shù)轉(zhuǎn)換除了通過移相后產(chǎn)生信號的峰脈沖以外，還必須具備一種新的不經(jīng)過采樣過程就能即時一次性直接比較的模數(shù)轉(zhuǎn)換——直比模數(shù)轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明的目的于在對高頻正弦交變信號和高頻脈沖信號的峰值進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明的目的是通過以下電路結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的。高頻峰值模數(shù)轉(zhuǎn)換其特點在于它的電路結(jié)構(gòu)包括移相電路和直比模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。其特點在于移相電路可以是正弦移相電路或脈沖延時電路。高頻信號經(jīng)移相電路產(chǎn)生峰記錄信號，并進(jìn)入直比模數(shù)轉(zhuǎn)換電路在峰記錄脈沖時刻完成信號峰值模數(shù)轉(zhuǎn)換。模數(shù)轉(zhuǎn)換受被測信號所形成的脈沖控制，是被動式模數(shù)轉(zhuǎn)換。其特點還在于直比模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括比較基準(zhǔn)電壓、電壓比較器、觸發(fā)器和邏輯門電路等部分，外圍特別設(shè)有峰記錄信號輸入口，另還有信號輸入口、采樣脈沖輸入口、數(shù)據(jù)輸出口以及工作電源口等；經(jīng)過數(shù)字化的m個逐一遞增的比較基準(zhǔn)電壓與信號電壓，經(jīng)m個電壓比較器同時不斷比較，由m個觸發(fā)器在峰記錄脈沖時刻記錄下m個電壓比較器輸出狀態(tài)，再從所有輸出中用邏輯門判定出比較電壓能達(dá)最高的電壓比較器，它所對應(yīng)的比較基準(zhǔn)電壓數(shù)字量即為信號峰值電壓數(shù)字量，全過程即時一次性直接比較，實現(xiàn)零時間模數(shù)轉(zhuǎn)換。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述

圖1為某一移相電路。
圖2為本發(fā)明實施例原理框圖。
高頻峰值模數(shù)轉(zhuǎn)換，其特點在于它的電路結(jié)構(gòu)包括移相電路和直比模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。其特點在于移相電路可以是正弦移相電路或脈沖延時電路。高頻信號經(jīng)移相電路產(chǎn)生峰記錄信號，并進(jìn)入直比模數(shù)轉(zhuǎn)換電路在峰記錄脈沖時刻完成信號峰值模數(shù)轉(zhuǎn)換。模數(shù)轉(zhuǎn)換受被測信號所形成的脈沖控制，是被動式模數(shù)轉(zhuǎn)換。移相電路有各種形式，通常用RC移相電路，所移相角φ，則有tgφ=12πfRC]]>對于頻率為f的正弦交變信號，φ的大小取決于電路時間常數(shù)RC，一般先確定電容C的大小，再根據(jù)φ的要求再調(diào)節(jié)電阻R的大小。上式φ最大移相難達(dá)90°，若移相大于90°，可采用多節(jié)移相。相角可前移，也可后移，可移大也可移小，這完全由移相后的峰記錄脈沖有效沿要正對信號峰頂這一要求決定的。圖1是本實施例正弦移相電路，二節(jié)相位后移，第一節(jié)移相60°，第二節(jié)可調(diào)最大移相60°，由電阻R2調(diào)節(jié)，兩節(jié)共移相90°，達(dá)到峰記錄脈沖前沿正對信號峰頂?shù)囊?。高頻脈沖信號也可以采用信號通過電路級間延時獲得峰記錄脈沖，本實施例直比模數(shù)轉(zhuǎn)換塊中的與門A即有級間延時作用。高頻峰值模數(shù)轉(zhuǎn)換，其特點還在于直比模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括比較基準(zhǔn)電壓、電壓比較器、觸發(fā)器和邏輯門電路等部分，外圍特別設(shè)有峰記錄信號輸入口，另還有信號輸入口、采樣脈沖輸入口、數(shù)據(jù)輸出口以及工作電源口等；經(jīng)過數(shù)字化的m個逐一遞增的比較基準(zhǔn)電壓與信號電壓，經(jīng)m個電壓比較器同時不斷比較，由m個觸發(fā)器在峰記錄脈沖時刻記錄下m個電壓比較器輸出狀態(tài)，再從所有輸出中用邏輯門判定出比較電壓能達(dá)最高的電壓比較器，它所對應(yīng)的比較基準(zhǔn)電壓數(shù)字量即為信號峰值電壓數(shù)字量。全過程即時一次性直接比較，實現(xiàn)零時間模數(shù)轉(zhuǎn)換。現(xiàn)結(jié)合圖2詳細(xì)說明。設(shè)n進(jìn)制兩位數(shù)，有m＝n2-1個數(shù)，用m個等值電阻R0經(jīng)外接電阻RK串接在電壓為V的電壓基準(zhǔn)源上，R0分得電壓V0=R0(n2-1)R0+RKV]]>作為單位基準(zhǔn)電壓，調(diào)整RK值，可選取不同精度的單位基準(zhǔn)電壓，RK為量程選擇調(diào)整電阻。電阻間有m個節(jié)點，每個節(jié)點賦于一個標(biāo)號數(shù)ij，它是兩位數(shù)，高位數(shù)i，低位數(shù)j，j縫n進(jìn)1。ij由小到大依序排列00 01 02 03…………0(n-1)10 11 12 13…………1(n-1)20 21 22 23…………2(n-1)  (n-1)0 (n-1)1 (n-1)2 (n-1)3………(n-1)(n-1)節(jié)點標(biāo)號數(shù)ij規(guī)定了與之相連的電壓比較器和觸發(fā)器的標(biāo)號，并授予數(shù)權(quán)，即當(dāng)它們輸出高電位就等效輸出這個數(shù)ij。各比較基準(zhǔn)電壓Vij＝(ij)·V0(i＝0,1，2……n-1，j＝1，2……n-1，0)，與高頻信號電壓Vf同時加到m個電壓比較器“-”、“+”輸入端不斷進(jìn)行比較，當(dāng)Vf＞Vij，比較器輸出“1”(高電位)，反之輸出“0”(低電位)。比較器輸出即為觸發(fā)器輸入，峰記錄脈沖到來時刻，m個觸發(fā)器便記錄下該時刻m個電壓比較器的輸出狀態(tài)。觸發(fā)器有兩個相反的輸出狀態(tài)，即Q＝1 Q＝0或Q＝0 Q＝1。運用“與”邏輯，高位相“與”(記作“·”)Q10·Q20、Q20·Q30……Q(n-2)0·Q(n-1)0，其結(jié)果是峰值態(tài)時，Qi0＝1，Q(i+1)0＝0(Q((i+1)0＝1)，高位數(shù)i為最大，Qi0·Q(i+1)0＝1，其他“與”輸出為0。低位相“與”Qi1·Qi2、Qi2·Qi3……Qi(n-2)·Qi(n-1)、Qi(n-1)·Q(i+1)0(i＝0，1，2……n-1)，其結(jié)果是峰值態(tài)時，Qij＝1，Qi(j+1)＝0(Qi(j+1)＝1)，低位數(shù)j為最大，Qij·Qi(j+1)＝1，其余“與”輸出為“0”。于是ij便是信號峰值模數(shù)轉(zhuǎn)換的結(jié)果。最后運用“或”邏輯把ij譯碼成二進(jìn)制數(shù)。可先把不同的i相同的j合并成0j＝1，2，3……(n-1)，再把0j譯碼成低位二進(jìn)制數(shù)。高位二進(jìn)制數(shù)直接由i譯碼而成。本實施例采用十六進(jìn)制(H)，n＝16，m＝255，i＝0，1，2……f(H)，j＝1，2……f，0(H)，最大轉(zhuǎn)換數(shù)為ff(H)，以八位并行輸出。工作模式當(dāng)采樣脈沖輸入口接“1”為逐波模數(shù)轉(zhuǎn)換，接脈沖(寬度＞信號周期)為間歇模數(shù)轉(zhuǎn)換；當(dāng)峰記錄信號輸入口接“1”為傳統(tǒng)模數(shù)轉(zhuǎn)換。Rk(k＝1，2，3……)為量程調(diào)整電阻，選擇不同Rk值對應(yīng)不同量程。RL為隔離電阻，峰記錄脈沖延時后經(jīng)RL做送數(shù)請求。
本發(fā)明用于高頻正弦交變信號峰值數(shù)字化測量、幅度調(diào)制數(shù)字化以及極高采樣率模數(shù)轉(zhuǎn)換，尤其高頻脈沖測量，可設(shè)想一種數(shù)字變幅通訊即在“0，1”通訊同時增加“0， (＝1’)”通訊，以脈沖峰值比值k來區(qū)分信道，以達(dá)增容目的。若能成功，該發(fā)明前景遠(yuǎn)大。另直比模數(shù)轉(zhuǎn)換電路繁，元件多，但可集成。對多種頻率信號測量需中途重調(diào)移相電路，對脈沖信號測量則無此憂。
權(quán)利要求
1.一種高頻信號峰值模數(shù)轉(zhuǎn)換，其特征在于它的電路結(jié)構(gòu)包括移相電路和直比模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；其特征在于移相電路可以是正弦移相電路或脈沖延時電路；高頻信號經(jīng)移相電路產(chǎn)生峰記錄信號，并進(jìn)入直比模數(shù)轉(zhuǎn)換電路在峰記錄脈沖時刻完成信號峰值模數(shù)轉(zhuǎn)換；模數(shù)轉(zhuǎn)換受被測信號所形成的脈沖控制，是被動式模數(shù)轉(zhuǎn)換；其特征還在于直比模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括比較基準(zhǔn)電壓、電壓比較器、觸發(fā)器和邏輯門電路等部分，外圍特別設(shè)有峰記錄信號輸入口，另還有信號輸入口、采樣脈沖輸入口、數(shù)據(jù)輸出口以及工作電源口等；經(jīng)過數(shù)字化的m個逐一遞增的比較基準(zhǔn)電壓與信號電壓，經(jīng)m個電壓比較器同時不斷比較，由m個觸發(fā)器在峰記錄脈沖時刻記錄下m個電壓比較器輸出狀態(tài)，再從所有輸出中用邏輯門判定出比較電壓能達(dá)最高的電壓比較器，它所對應(yīng)的比較基準(zhǔn)電壓數(shù)字量即為信號峰值電壓數(shù)字量；全過程即時一次性直接比較，實現(xiàn)零時間模數(shù)轉(zhuǎn)換。
全文摘要
本發(fā)明公開一種高頻峰值模數(shù)轉(zhuǎn)換，其電路結(jié)構(gòu)包括移相和直比模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。信號經(jīng)移相產(chǎn)生峰記錄信號，并進(jìn)直比模數(shù)轉(zhuǎn)換塊與基準(zhǔn)電壓經(jīng)電壓比較器比較，待峰記錄脈沖時刻由觸發(fā)器記錄各電壓比較器輸出，從所有輸出中由邏輯門判定出比較電壓能達(dá)最高的電壓比較器，它所對應(yīng)數(shù)字化基準(zhǔn)電壓即為信號峰值數(shù)字量。全過程即時一次性直接比較，實現(xiàn)零時間模數(shù)轉(zhuǎn)換。本發(fā)明用于峰值測量、調(diào)制等，尤其在數(shù)字變幅通訊設(shè)想中有遠(yuǎn)大前景。
文檔編號H03M1/12GK1507158SQ02147820
公開日2004年6月23日 申請日期2002年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月9日
發(fā)明者劉祖武 申請人:劉祖武