用于靶場間儀器組-b碼源信號(hào)統(tǒng)一的低溫漂的調(diào)理電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及一種用于靶場間儀器組-B (IRIG-B)碼源信號(hào)的調(diào)理電路。更具體地，涉及一種統(tǒng)一的低溫漂的用于AC/DC靶場間儀器組-B (IRIG-B)碼源信號(hào)的調(diào)理電路。
【背景技術(shù)】
[0002]IRIG-B時(shí)間碼是美國靶場司令委員會(huì)的下屬機(jī)構(gòu)一靶場間儀器組(theInter-Range Instrumentat1n Group)的電信工作組創(chuàng)建的。廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域的時(shí)間同止/J/ O
[0003]一般地，用作時(shí)鐘同步信號(hào)的IRG1-B碼信號(hào)分兩種:調(diào)制的B碼信號(hào)，通常稱IRIG-B (AC)碼，是一種模擬信號(hào)；以及未經(jīng)調(diào)制的B碼信號(hào)，通常稱IRIG-B (DC)碼，是一種數(shù)字信號(hào)。作為調(diào)制和未調(diào)制的碼信號(hào)(AC/DC信號(hào))，IRIG-B碼信號(hào)的幅度通常是5V，但是隨著應(yīng)用的越來越廣泛IRIG-B碼源信號(hào)的幅度范圍變寬，例如對于調(diào)制的AC碼源信號(hào)為200mV-20V。因此，需要IRIG-B碼源信號(hào)調(diào)理電路，將幅度范圍比較寬的AC/DC IRIG-B碼源信號(hào)轉(zhuǎn)換成能夠被解碼器解碼的標(biāo)準(zhǔn)幅度AC/DC IRIG-B碼信號(hào)，用于作時(shí)鐘同步。
[0004]遺憾的是，由于現(xiàn)有的IRIG-B碼源信號(hào)調(diào)理電路中的溫度漂移特性，不能在-40°C到85°C的工業(yè)溫度范圍內(nèi)將上述幅度較寬的IRIG-B碼源信號(hào)調(diào)理成能夠被解碼器解碼的標(biāo)準(zhǔn)幅度的IRIG-B碼信號(hào)。
[0005]此外，考慮到調(diào)制的IRIG-B碼源信號(hào)(AC碼)和未調(diào)制的IRIG-B碼源信號(hào)(DC碼)的物理特性，現(xiàn)有的調(diào)理方法是采用分離的信號(hào)調(diào)理通道對AC碼和DC碼進(jìn)行調(diào)理。這意味著將AC碼和DC碼信號(hào)調(diào)理電路分在兩個(gè)不同的PCB組件上，增加了電路板的復(fù)雜度以及維護(hù)成本。
[0006]圖1示出了現(xiàn)有的IRIG-B碼源信號(hào)調(diào)理的示意圖。AC/DC IRIG-B碼源I的ACIRIG-B碼源信號(hào)和DC IRIG-B碼源信號(hào)被分別輸入到不同的兩個(gè)調(diào)理通道進(jìn)行調(diào)理，其中，通道CHl是用于AC碼源信號(hào)的調(diào)理電路21、通道CH2是用于DC碼源信號(hào)的調(diào)理電路22，然后將調(diào)理后得到的IRIG-B碼信號(hào)送到解碼器3進(jìn)行解碼。
[0007]圖1的調(diào)理方式缺點(diǎn)如下:
[0008]不能將用于AC碼源信號(hào)調(diào)理的通道CHl和用于DC碼源信號(hào)調(diào)理的通道CH2組合成一個(gè)通道，只能通過將通道CHl或CH2中的元件組裝到單獨(dú)的空白PCB上才能分別實(shí)現(xiàn)AC或DC IRIG-B碼源信號(hào)調(diào)理，這增加了維護(hù)成本。
[0009]同時(shí)，現(xiàn)有的用于AC碼源信號(hào)的調(diào)理電路21中用于整流的絕對值電路通常是將二極管串入信號(hào)通路利用其單向?qū)щ娦詠韺?shí)現(xiàn)，參見圖2所示的AC碼源信號(hào)調(diào)理的通道CHl中的絕對值電路。遺憾的是由于二極管的前向?qū)妷旱呢?fù)溫度特征-2.5mV/°C，當(dāng)溫度從25°C上升到85°C時(shí)，圖2的絕對值電路中的二極管Dl、D2前向?qū)妷合陆?50mV，這個(gè)下降幅度和最小200mV的AC碼源信號(hào)幅度是可比的，會(huì)直接導(dǎo)致用于AC碼源信號(hào)的調(diào)理電路21的后級(jí)積分比較電路的失效。這也就直接導(dǎo)致了對輸入的IRIG-B碼源信號(hào)的幅度的限制，在高溫條件下必須提高輸入信號(hào)幅值才能避免出錯(cuò)。
[0010]鑒于圖1、圖2的調(diào)理方式的缺點(diǎn)，因此需要開發(fā)一種兼顧AC/DCIRIG-B碼源信號(hào)的統(tǒng)一的IRIG-B碼源信號(hào)調(diào)理電路，同時(shí)其能夠接受較寬的輸入幅度范圍，例如對于ACIRIG-B碼源信號(hào)為200mV - 20V,對于DCIRIG-B碼源信號(hào)為5V，并能在_40°C到85°C的工業(yè)溫度范圍下正常操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于IRIG-B碼源信號(hào)的調(diào)理電路，包括依次串聯(lián)連接的以下部件:預(yù)放大器，用于將輸入的AC/DC IRIG-B碼源信號(hào)放大調(diào)整到合適的幅度；絕對值單元，用于獲得預(yù)放大器輸出的信號(hào)的絕對值信號(hào)；以及整形單元，整形電路用于對絕對值單元的輸出信號(hào)進(jìn)行整形，輸出可被解碼的DC IRIG-B碼信號(hào)。其中，絕對值單元由可配置放大器和電壓鉗位電路組成，可配置放大器基于輸入信號(hào)被配置為精密電壓跟隨器或單位增益反相放大器進(jìn)行工作，以將輸入信號(hào)的絕對值輸出；其中，當(dāng)輸入信號(hào)為正時(shí)，電壓鉗位電路對可配置放大器沒有影響，可配置放大器按照精密電壓跟隨器進(jìn)行工作；當(dāng)輸入信號(hào)變?yōu)樨?fù)時(shí)，電壓鉗位電路將可配置放大器的同相輸入端保持在虛地狀態(tài)，可配置放大器按照單位增益反相放大器進(jìn)行工作。
[0012]其中，電壓鉗位電路包括一運(yùn)算放大器以及運(yùn)算放大器的反饋網(wǎng)絡(luò)。
[0013]其中，運(yùn)算放大器的反饋網(wǎng)絡(luò)包括并聯(lián)在反相輸入端和輸出端之間的回路補(bǔ)償電路和整流器。
[0014]其中，整形電路由串聯(lián)級(jí)聯(lián)的第一級(jí)積分電路、第二級(jí)積分電路和一比較器組成，其中在兩級(jí)積分電路之后產(chǎn)生動(dòng)態(tài)閾值，該動(dòng)態(tài)閾值接著與第一級(jí)積分電路的輸出在比較器處進(jìn)行比較以實(shí)現(xiàn)以下:1)當(dāng)輸入是DC IRIG-B信號(hào)時(shí)，輸出是DC碼；2)當(dāng)輸入是ACIRIG-B信號(hào)時(shí)，輸出也是DC碼。
[0015]其中，預(yù)放大器是通過運(yùn)算放大器配置反饋網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的比例放大器。
【附圖說明】
[0016]通過以下僅作為示例的并且結(jié)合附圖的所寫描述，對于本領(lǐng)域一位技術(shù)人員來說，本發(fā)明的示例實(shí)施例將更好理解并且更明顯，附圖中:
[0017]圖1示出了現(xiàn)有的IRIG-B碼源信號(hào)調(diào)理的示意圖；
[0018]圖2示出了圖1的IRIG-B碼源信號(hào)調(diào)理中的AC碼源信號(hào)調(diào)理通道中的絕對值電路；
[0019]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于IRIG-B碼源信號(hào)的調(diào)理電路的新方案；
[0020]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的用于IRIG-B碼源信號(hào)的調(diào)理電路的框圖；
[0021]圖5示出了圖4中的預(yù)放大器的框圖；
[0022]圖6是圖5的預(yù)放大器的具體電路實(shí)現(xiàn)示例；
[0023]圖7示出了圖4中的低溫漂絕對值單元的框圖；
[0024]圖8是圖7的低溫漂絕對值單元的具體電路實(shí)現(xiàn)示例；
[0025]圖9示出了圖4中的整形塊的框圖；
[0026]圖10是圖9的整形塊的具體電路實(shí)現(xiàn)示例；
[0027]圖11是根據(jù)本發(fā)明的用于IRIG-B碼源信號(hào)的調(diào)理電路針對AC IRIG-B碼源信號(hào)的仿真波形圖；
[0028]圖12是根據(jù)本發(fā)明的用于IRIG-B碼源信號(hào)的調(diào)理電路針對DC IRIG-B碼源信號(hào)的仿真波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖來詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于IRIG-B碼源信號(hào)的調(diào)理電路。
[0030]本發(fā)明消除了現(xiàn)有設(shè)計(jì)中由IRIG-B碼源信號(hào)調(diào)理電路的溫漂造成的對輸入IRIG-B碼源信號(hào)的幅度的限制，能夠確保在_40°C到85°C的工業(yè)溫度范圍下的較寬的輸入幅度，例如對于AC IRIG-B碼源信號(hào)為200mV-20V，對于DC IRIG-B碼源信號(hào)為5V。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了兼顧AC/DC IRIG-B碼源信號(hào)的統(tǒng)一的IRIG-B碼源信號(hào)的調(diào)理電路，即AC IRIG-B碼源信號(hào)和DC IRIG-B碼源信號(hào)共享相同的調(diào)理通道。
[0031]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于IRIG-B碼源信號(hào)的調(diào)理電路的新方案。在圖3中，根據(jù)本發(fā)明的用于IRIG-B碼源信號(hào)的調(diào)理電路2連接在AC/DCIRIG-B碼源I和解碼器3之間，根據(jù)本發(fā)明的用于IRIG-B碼源信號(hào)的調(diào)理電路2替代圖1的通道CHl的用于AC碼源信號(hào)的調(diào)理電路21以及通道CH2的用于DC碼源信號(hào)的調(diào)理電路22，是一個(gè)用于AC IRIG-B碼源信號(hào)和DC IRIG-B碼源信號(hào)二者的公共通道。即，根據(jù)本發(fā)明的用于IRIG-B碼源信號(hào)的調(diào)理電路2只需要一個(gè)PCB組裝件來實(shí)現(xiàn)，能夠支持AC IRIG-B碼源信號(hào)和DC IRIG-B碼源信號(hào)二者的碼源信號(hào)調(diào)理功能。
[0032]圖3所示是一種簡單的低成本方案，其克服了現(xiàn)有技術(shù)中IRIG-B碼源信號(hào)調(diào)理電路中的溫度漂移缺陷，能夠在_40°C到85°C的工業(yè)溫度范圍下保證接受較寬輸入幅度的IRIG-B碼源信號(hào)。
[0033]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的用于IRIG-B碼源信號(hào)的調(diào)理電路2包括依次串聯(lián)連接的預(yù)放大器31、低溫漂絕對值單元32以及整形單元33。
[0034]下文中，通過圖5、6來詳細(xì)說明圖4中的預(yù)放大器31 ;通過圖7、8來詳細(xì)說明圖4中的低溫漂絕對值單元32 ;通過圖9、10來詳細(xì)說明圖4中的整形電路33。
[0035]圖5示出了圖4中的預(yù)放大器31的框圖。
[0036]預(yù)放大器31用于將輸入的AC/DC IRIG-B碼源信號(hào)放大調(diào)整到合適的幅度。預(yù)放大器3