脉冲峰值电压实时检测技术研究

摘要

脉冲峰值电压检测技术是电子测量以及其他相关领域经常遇到的问题。目前，峰值检测电路的前级（探测器及前置放大器）和后级（A/D转换器等）发展极为迅速，而作为中间桥梁的峰值检测电路发展较为缓慢，使其成为制约整个系统性能提高的瓶颈。故对脉冲峰值检测电路的研究具有重要意义。
　　首先，本文从峰值检测电路原理出发，结合核心元件参数的性质，提出了峰值检测电路的性能指标，并推导出峰值检测电路元器件选型的参考公式，为实际工程选择或设计峰值检测装置提供了重要的理论参考。
　　其次，依据模块化设计，详细分析了峰值检测电路的设计过程及原理。提出了元器件的寄生参数对整个电路的影响，进行分析后给出了相应控制方法。依据本文所述理论设计方法，设计了两款实用型峰值检测电路（正负峰值检测电路与窄脉冲峰值检测电路），运用Saber软件进行了仿真分析，仿真结果与理论分析一致，表明本文提出的峰值检测电路设计方法可以作为峰值检测电路设计的重要参考。其中，窄脉冲峰值检测电路可以较长时间保持窄脉冲信号。它的第一级峰值检测电路的充电电容较小，可以快速检测到窄脉冲信号；第二级峰值检测电路的充电电容较大，可以较长时间保持捕捉到的脉冲峰值。解决了传统峰值检测电路设计时一个充电电容的选择矛盾问题。该电路可以解决窄脉冲峰值电压难以准确捕捉的问题，并为后续 A/D转换提供了充足转换时间。
　　然后，基于跨导型运算放大器与电压型运算放大器构成的峰值检测电路原理，本文进行理论比较分析，完善了由电压型运算放大器构成的窄脉冲峰值检测电路的过冲问题。通过Saber仿真分析，得出跨导型运放构成的峰值检测电路的优良特性，为改进峰值检测电路提供了重要参考。本课题对峰值检测电路的运算放大器的供电方式进行了研究，设计了一款运算放大器供电电源。它可以提供运算放大器常用供电电压，且具有输出电压稳定，噪声低等优点，为运算放大器实验提供了极大的便利。
　　最后，本文以dsPIC30F4011芯片为控制核心，外接峰值检测电路、稳压跟随电路、LCD模块、SD卡模块、按键检测模块等，设计了一套峰值电压实时检测系统。该系统可以同时检测四路电压，进行实时显示与存储，并可以通过按键控制来进行不同操作,为设计完善的峰值检测系统提供相关参考。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 脉冲峰值电压检测研究现状

1.3 Saber仿真软件介绍

1.4 论文的研究内容和总体安排

第2章 脉冲峰值电压检测装置性能

2.1 概述

2.2 脉冲定义

2.3 峰值检测装置指标定义

2.4 元器件选型参考

2.5 本章小结

第3章 峰值电压检测电路设计仿真技术研究

3.1 概述

3.2 峰值检测电路设计过程分析

3.3 寄生参数对峰值检测电路影响与控制

3.4 基于Saber仿真的运算放大器性能分析

3.5 两种实用型峰值检测电路的仿真分析

3.6 本章小结

第4章 跨导型峰值检测装置研究

4.1 概述

4.2 电压型与跨导型峰值检测电路比较分析

4.3 运算放大器供电电源设计研究

4.4 本章小结

第5章 峰值电压实时检测系统研究

5.1 概述

5.2 电压实时检测系统硬件电路设计

5.3 软件设计

5.4 结果

5.5 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 展望

参考文献

在学期间研究成果

致谢