峰值保持器PKD01在電觸頭材料電性能模擬試驗(yàn)裝置中的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：PKD01；峰值保持器；電觸頭

１　引言

電觸頭材料電性能模擬試驗(yàn)裝置的觸頭熔焊力信號(hào)一般為持續(xù)時(shí)間僅幾個(gè)微秒的瞬時(shí)信號(hào)，一般的峰值保持電路采用放大器和分立二極管加電容組成充放電電路，并利用二極管的單向?qū)ㄐ院碗娙萜鞯拇鎯?chǔ)作用構(gòu)成檢測(cè)電路。這樣，當(dāng)脈沖信號(hào)到來(lái)時(shí)，二極管導(dǎo)通；而當(dāng)電容器被充電至脈沖峰值時(shí)，二極管截止。此時(shí)，電容器上將保持脈沖峰值。但這種峰值保持電路的線性較差、通頻帶窄，而且峰值保持響應(yīng)時(shí)間受峰值保持電容的影響很大。若選用峰值保持電容較小時(shí)，雖然響應(yīng)的速度較快，但是保持的時(shí)間短，不適合本裝置測(cè)量的要求。而利用ＡＤ公司生產(chǎn)的ＰＫＤ０１峰值保持器則可將保持時(shí)間控制到很長(zhǎng)的時(shí)間，所以，筆者在設(shè)計(jì)時(shí)選用了ＡＤ公司的ＰＫＤ０１峰值保持器。

２　ＰＫＤ０１的主要特點(diǎn)和內(nèi)部功能

２．１ ＰＫＤ０１的主要特點(diǎn)

ＰＫＤ０１采用ＤＩＰ－１４封裝，它的引腳排列如圖１所示。ＰＫＤ０１的具體型號(hào)分為軍工、工業(yè)和民用三個(gè)等級(jí)，分別對(duì)應(yīng)于ＰＫＤ０１ＡＹ、ＰＫＤ０１ＥＹ、ＰＫＤ０１ＥＰ。ＰＫＤ０１峰值保持器采用跨導(dǎo)型運(yùn)算放大器，因而具有響應(yīng)速度快、通頻帶寬、線性好、峰值保持精度高等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于具有瞬變峰值脈沖的信號(hào)，通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)耐饨颖３蛛娙?，ＰＫＤ０１即可快速、?zhǔn)確地檢測(cè)并保持峰值脈沖信號(hào)，直至發(fā)送ＲＳＴ復(fù)位信號(hào)進(jìn)行清除為止。

ＰＫＤ０１不但可以保持正脈沖信號(hào)，而且可以保持負(fù)脈沖信號(hào)。通過(guò)對(duì)外圍電路的設(shè)計(jì)，它既可以將正脈沖信號(hào)按照一定的比例變換后保持，也可以將負(fù)脈沖信號(hào)按照一定的比例轉(zhuǎn)換成正電平并進(jìn)行保持。

對(duì)于兩個(gè)ＰＫＤ０１來(lái)說(shuō)，如果一個(gè)用來(lái)做正脈沖峰值檢測(cè)，另一個(gè)則可做負(fù)脈沖峰值檢測(cè)，然后將兩個(gè)ＰＫＤ０１的檢測(cè)結(jié)果輸入ＯＰ２７的＋Ｉｎ端，而將ＯＰ２７的－Ｉｎ接地，則可得到既可以檢測(cè)正峰值脈沖，又可以檢測(cè)負(fù)峰值脈沖的峰值檢測(cè)電路。此電路的原理圖如圖２所示。

２．２ ＰＫＤ０１的內(nèi)部電路功能

ＰＫＤ０１的內(nèi)部電路如圖３所示，它由兩個(gè)跨導(dǎo)型增益放大器、一個(gè)比較器、一個(gè)輸出緩沖器、ＰＮＰ三極管、二極管以及邏輯電路組成。對(duì)于一般的應(yīng)用，器件的比較器引腳可以不接，而將兩個(gè)增益放大器的負(fù)輸入端和輸出端相連接（直接相接或通過(guò)電阻相接）。

脈沖信號(hào)可通過(guò)跨導(dǎo)型放大器的＋Ｉｎ端輸入，并通過(guò)二極管Ｄ１對(duì)ＣＨ充電，然后通過(guò)輸出緩沖器輸出。

３　工作模式

ＰＫＤ０１有多種工作模式，具體如下：

（１）對(duì)于原值保持的峰值檢測(cè)電路，可將輸入信號(hào)從增益放大器Ａ的＋Ｉｎ輸入，然后啟動(dòng)ＤＥＴ信號(hào)以將信號(hào)中每次出現(xiàn)的最大值保存下來(lái)，直到下一個(gè)最大值出現(xiàn)代替原來(lái)保持的峰值為止。而在ＲＳＴ信號(hào)到來(lái)后，將清除輸出信號(hào)。

（２）對(duì)于不改變輸入信號(hào)極性，只調(diào)節(jié)輸出信號(hào)增益的峰值檢測(cè)電路，則需要在輸入端和反饋端接相應(yīng)阻值的電阻。可以通過(guò)調(diào)節(jié)反饋電阻來(lái)調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的增益。

（３）對(duì)于需改變輸入信號(hào)極性，并且可調(diào)節(jié)輸出信號(hào)增益的峰值檢測(cè)電路，應(yīng)該將輸入信號(hào)接到增益放大器Ａ的－Ｉｎ端，其余接法與第二種工作模式相同。圖４所示為可改變極性，同時(shí)調(diào)節(jié)輸出信號(hào)增益的峰值檢測(cè)電路。

４　應(yīng)用電路

圖５所示為ＰＫＤ０１峰值保持器在電觸頭材料電性能模擬試驗(yàn)裝置中的應(yīng)用電路原理圖。其中，Ｃ１５為ＰＫＤ０１的峰值保持電容（選用１０００ｐＦ）；鉭電容Ｃ１９、Ｃ１８和 Ｃ１３、Ｃ１４構(gòu)成正負(fù)電源濾波電路，可用來(lái)濾除電源的紋波干擾，提高峰值檢測(cè)的精度；其ＲＳＴ和ＤＥＴ?xún)梢_連接至Ｄ／Ａ的輸出，可用來(lái)控制峰值檢測(cè)還是復(fù)位。需要進(jìn)行峰值檢測(cè)時(shí)，可以從Ｄ／Ａ輸出一個(gè)低電壓信號(hào)給ＤＥＴ，以使ＰＫＤ０１開(kāi)始進(jìn)行峰值檢測(cè)。當(dāng)ＰＫＤ０１檢測(cè)到一個(gè)大于原先保持的峰值脈沖信號(hào)時(shí)，該檢測(cè)電路會(huì)將此峰值信號(hào)保存下來(lái)，直到下一個(gè)更大的峰值信號(hào)來(lái)臨或ＲＳＴ信號(hào)有效為止。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，ＰＫＤ０１組成的峰值檢測(cè)電路響應(yīng)時(shí)間很短，可以精確地檢測(cè)并保持幾個(gè)微秒的觸頭間熔焊力信號(hào)。