一種基于單片機的峰值檢波器
一、 引言
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/172130.htm在低頻或超低頻的受調信號的檢測和處理過程中,當信號通過放大達到一定的強度就必須對其進行檢波,以獲得需要的信號。如在紅外分光測油儀中對紅外線的檢測,由于調制頻率很低,若用由二極管和電阻電容構成的普通峰值檢波電路來檢波,效果會很差,主要表現在兩個方面:第一,若選擇RC電路時間常數大一些,則輸出信號的波形會好一些,但檢波輸出之后的信號幅值和檢波之前的信號幅值有明顯的差距,輸出信號幅值明顯降低,檢波效率變差,同時,信號快變部分的丟失變得嚴重;第二,若選擇RC電路時間常數小一些,則會發(fā)現檢波前后的信號幅值的差異變小,信號之中的快變分量明顯變好,但輸出信號的波形明顯變差,不利于對信號的A/D變換。以上兩種情況如圖1所示。
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二、硬件設計
如何解決以上所討論的問題呢?即要求得到檢波輸出波形良好,檢波前后的信號幅值差異小,信號快變部分丟失小,檢波效率高,以利于A/D變換的需要,一種較好的方法就是采用基于單片機(MCU)的峰值檢波電路。該電路由單片機、電子開關、保持電路等幾個部分組成,其邏輯結構如圖2所示。おお
該電路的特點是利用單片機編程靈活的特點,外圍電路無可調件,通過單片機準確產生開關信號,使低頻受調信號的檢波始終被鎖定在信號的峰值上,從而保證了峰值檢波的效率和效果。如果由于一些技術上的原因造成信號延時,為了保證檢波始終鎖定在信號的峰值上,只需要通過PC機向單片機傳送延時參數就可以了,避免了固定電路調整麻煩的問題。該峰值檢波器的檢波輸出波形如圖3所示。
在該電路系統(tǒng)中,單片機選用MCS-51系列8位單片機,該單片機運行速度快,功耗低、性能好。電子開關選用4066 四模擬開關集成電路,該集成電路的開關導通電阻很小,而阻斷電阻很大,具有良好的開關特性,而保持電路則由集成運放構成。其定位信號的產生由過零比較電路通過低頻受調信號而得到。
三、軟件設計
峰值檢波最關鍵的問題就是要準確地捕捉信號的峰值,在該電路中是利用軟件來實現的,其設計思想是以定位信號為參照,通過軟件調整延時量來準確捕捉信號峰值。單片機中延時子程序的構成框圖如圖4所示。
程序由匯編語言編寫,本文不作具體介紹。
四、應用
該電路系統(tǒng)在數字紅外分光測油儀的設計開發(fā)中得到應用,獲得了很好的應用效果。與傳統(tǒng)的峰值檢波電路相比,其檢波效率和效果明顯提高。該電路系統(tǒng)還可以直接應用于其他低頻率受調信號的峰值檢波。お
參考文獻
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