一种带漂移补偿的信号峰值保持电路的制作方法

本实用新型涉及基本电子电路领域，具体涉及一种带漂移补偿的信号峰值保持电路。

背景技术：

目前在传统的峰值保持电路中，输入信号通过由运算放大器组成的电压跟随器后向保持电容充电，直到充到输入电压的最大值。由于在峰值电压保持过程中容易产生偏置电流，会造成电压漂移，且对电压峰值保持的时间不可控，通过这样的电路采集到的峰值信号，不能满足非高速AD采集电路在处理峰值记录传感信号中的适配，高频信号容易对电路产生干扰，造成能源严重损耗的问题，从而大大增加了生产成本。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型提供一种带漂移补偿的信号峰值保持电路，电路结构简单，能够补偿运算放大器偏置电流，有效防止峰值保持过程中的电压漂移，电路的功率损耗低。

本实用新型提供一种带漂移补偿的信号峰值保持电路，所述带漂移补偿的信号峰值保持电路包括：

用于保持电压峰值的四路运算放大器电路，所述四路运算放大器电路依次包括有用于信号输入的一级保持电路、用于峰值电压保持的二级保持电路、用于功率输出的信号输出保持电路和用于比较电压的释放比较电路，所述一级保持电路、二级保持电路、和释放比较电路输出端的反馈点前均设置有用于限值输出电流的电阻以及单向导通的二极管，所述一级保持电路的输出端电性连接于所述二级保持电路的正向输入端，所述二级保持电路的输出端电性连接于所述信号输出保持电路的正向输入端，所述一级保持电路、所述二级保持电路和所述信号输出保持电路反向输入端均电性连接有并联的电阻和电容；

用于调节电压保持时间的保持定时电路，所述保持定时电路与所述一级保持电路的输出端电性连接，所述保持定时电路设置有用于释放电压信号的一阶RC电路，所述一阶RC电路与所述释放比较电路的正向输入端电性连接；以及

用于抑制电压漂移的漂移补偿电路，所述漂移补偿电路设置有调压电路及分压电阻R21，所述分压电阻R21设置为电阻值可调的电阻器。

优选地，所述一级保持电路还设置有用于对输入的高频信号进行过滤的滤波器，所述滤波器与所述一级保持电路的正向输入端电性连接。

优选地，所述释放比较电路输出端电性连接有电容C5，进入所述释放比较电路正向输入端的电压通过所述电容C5保持峰值电压；

所述释放比较电路正向输入端与所述二级保持电路正向输入端电性连接，所述释放比较电路还包括泄压电路，所述泄压电路设置有电阻R2、电阻R3以及释放电流电路，所述释放电流电路设置为依次电性连接于所述释放比较电路输出端的电阻R4及二极管D1。

优选地，所述一阶RC电路包括电阻R16、电阻R17、电容C7，所述电阻R16与所述电阻R17串联电阻，该串联电阻并联所述电容C7，所述电阻R17设置为电阻值可调的电阻器。

优选地，所述调压电路设置有依次电性连接的电阻R15、稳压二极管D5、稳压二极管D6及电阻R18。

优选地，所述四路运算放大器电路采用LM324型号的四路运算放大器。

优选地，所述四路运算放大器电路采用10-30V单电源供电方式。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种带漂移补偿的信号峰值保持电路，具备以下有益效果：

(1)通过所述运算放大器保持电路与具有单向导通功能的二极管相配合，可使得信号的峰值检测的精度高，通过滤波器能够滤掉高频信号从而解决由高频信号造成的功率损耗问题。

(2)通过正反馈电路对漂移进行补偿，可有效防止在保持过程中电压的漂移，通过对可调电阻的调节能够也能够调节保持时间，从而实现峰值电压的保持，解决非高速AD采集电路在处理峰值记录传感信号中的适配问题，可以有效降低系统成本。

(3)通过调节所述一级缓冲及保持定时电路接入可调节电阻，实现对保持时间的定时；保持释放比较器及释放电流通道的配合可实现将所述二级缓冲器保持的电压降下来，起到泄压作用，从而提高电路的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的一种带漂移补偿的信号峰值保持电路的整体连接示意图；

图2是本实用新型的一种带漂移补偿的信号的释放比较电路的示意图；

图3是本实用新型的一种带漂移补偿的信号的保持定时电路的示意图；

图4是本实用新型的一种带漂移补偿的信号的漂移补偿电路的示意图；

图5是本实用新型的一种带漂移补偿的信号峰值保持电路的工作原理示意图；

图中：1-四路运算放大器电路；2-一级保持电路；21-滤波器；3-二级保持电路；4-信号输出保持电路；5-释放比较电路；51-电阻R2；52-电阻R3；53-释放电流电路；54-电阻R4；55-二极管D1；6-保持定时电路；61-一阶RC电路；62-电阻R16；63-电阻R17；64-电容C7；7-漂移补偿电路；71-分压电阻R21；72-电阻R18；73-稳压二极管D5；74-稳压二极管D6；75-电阻R15；8-电容C5。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合具体实施例和附图对本实用新型进行进一步的描述。

如图1至图5所示，本实用新型提供一种带漂移补偿的信号峰值保持电路，包括用于保持电压峰值的四路运算放大器电路、用于调节电压保持时间的保持定时电路以及用于抑制电压漂移的漂移补偿电路。

所述四路运算放大器电路依次包括有用于信号输入的一级保持电路、用于峰值电压保持的二级保持电路、用于功率输出的信号输出保持电路和用于比较电压的释放比较电路，所述一级保持电路、二级保持电路、和释放比较电路输出端的反馈点前均设置有用于限值输出电流的电阻以及单向导通的二极管，所述一级保持电路的输出端电性连接于所述二级保持电路的正向输入端，所述二级保持电路的输出端电性连接于所述信号输出保持电路的正向输入端，所述一级保持电路、所述二级保持电路和所述信号输出保持电路反向输入端均电性连接有并联的电阻和电容；所述保持定时电路与所述一级保持电路的输出端电性连接，所述保持定时电路设置有用于释放电压信号的一阶RC电路，所述一阶RC电路与所述释放比较电路的正向输入端电性连接；所述漂移补偿电路设置有调压电路及分压电阻R21，所述分压电阻R21设置为电阻值可调的电阻器。

所述四路运算放大器电路与具有单向导通特性的二极管相配合，电压上升时提供功率输出，电压下降时输出阻断，用于实现信号的峰值检测，具体地，所述一级保持电路还设置有用于对输入的高频信号进行过滤的滤波器，所述滤波器与所述一级保持电路的正向输入端电性连接，该滤波器由电容C6配合电阻R13、电阻R14共同构成，所述一级保持电路、二级保持电路和释放比较电路输出端的反馈点前均设置有用于限值输出电流的电阻以及单向导通的二极管，二极管能够使得输入信号上升时输出电压，当输入信号下降时输出阻断，从而保证了输出电压不衰减；设置的电阻起到限值输出电流的作用，能够避免电路因电流过大而发热，由于运放偏置电流的存在，在电路通过时会产生一定的电压漂移，因此设置有漂移电流补偿电路对偏置电流进行补偿，从而起到抑制电压漂移的作用。

所述释放比较电路输出端电性连接有电容C5，进入所述释放比较电路正向输入端的电压通过所述电容C5保持峰值电压；进一步地，所述释放比较电路正向输入端与所述二级保持电路正向输入端电性连接，所述释放比较电路还包括泄压电路，所述泄压电路设置有电阻R2、电阻R3以及释放电流电路，电阻R3为电阻值可调的电阻器，所述释放电流电路设置为依次电性连接于所述释放比较电路输出端的电阻R4及二极管D1。所述电容C5起到二次缓冲作用，当所述释放电流电路不导通时，电容C5能够一直保持电压。

进一步地，所述一阶RC电路包括电阻R16电阻R17、电容C7，所述电阻R16与所述电阻R17串联电阻，该串联电阻并联所述电容C7，所述电阻R17设置为电阻值可调的电阻器，起到保持时间定时器的作用，用于将峰值电压缓慢释放，电容C7用于保持输出电压，并通过调节电阻R17的电阻值能够实现对峰值的电压保持的时间可调节。

所述泄压电路设置有电阻R2、电阻R3，可通过R2与R3的电阻值之比确定滞后，将保持定时电路输出提供的电压峰值的一个百分比作为比较阈值，当该电压降到百分比阈值后，所述释放比较电路输出为负，从而降低电压。本实施例中所述电阻R2与电阻R3并联有电容C1，可以用于运算放大器切换速度，同时避免不需要的振荡加速电容器。所述释放比较电路输出端电性连接的电阻R4，能够使得保持释放比较器当输出为正时对电容C5没有影响，而当输出为负时释放电容C5的电压。

进一步地，所述调压电路设置有依次电性连接的电阻R15、稳压二极管D5、稳压二极管D6及电阻R18，用于抑制电压漂移，能够输出一个高于保持电压3.3V和一个低于保持电压3.3V的电平，所述分压电阻R21能够稳定提供一个与保持电压差值固定的电平，从而实现了保持电压的实际值不受限的前提下可以提供一个稳定的防漂电流，从而使得输出的保持电压稳定性好，信号峰值保持电路更具实用性。

进一步地，所述四路运算放大器电路采用LM324型号的四路运算放大器。

进一步地，所述四路运算放大器电路采用10-30V单电源供电方式。

本实用新型的工作原理为：接通电源电路开始工作，首先，输入信号经滤波器过滤掉其中的高频信号，所述滤波器由电容C6配合电阻R13以及电阻R14共同构成，能够抑制由于高频信号造成的能源损耗，然后通过一级保持电路对输入信号进行电压峰值检测过程，由于二极管具有单向导通特性，在一级保持电路的UIB运放保持加入二极管D3，当输出信号上升时输出电压，输出信号下降时输出阻断，且将二极管D3设置于一级保持电路反馈点前能够使得电压保持峰值输出，在电压保持峰值信号输出至二级保持电路之前，并经由释放比较电路中的泄压电路设置的电阻R2、电阻R3，通过滑动R2电阻器改变R2的电阻值能够控改变电阻R2与电阻R3的电阻值之比滞后，其中，将保持定时电路输出提供的电压峰值的一个百分比作为比较阈值，当该电压降到百分比阈值后释放比较电路输出为负，能够起到降低电压的作用，再通过调节电阻R17的电阻值，控制一阶RC电路峰值电压开始释放的时间，起到定时器的保持作用，控制峰值电压保持的时间，当释放比较电路不接通时，电容C7能够使得电压保持峰值输出，信号不衰减，此时峰值电压经过二级保持电路，其中UIC运放配合二极管D2电压保持的电路工作原理与一级保持电路相同，由于在电压峰值保持的过程中会产生一定的运放偏置电流，漂移补偿电路能够对产生偏置的电流进行补偿，从而起到避免电压漂移的作用，漂移补偿电路包括调压电路及分压电阻R21，其中，调压电路由电阻R18、二极管D5、二极管D6、电阻R15共同构成，泄压电路能够确保其输出一个高于保持电压3.3V和一个低于保持电压3.3V的电平，而分压电阻R21能够提供一个与保持电压差值固定的电平，从而提供一个稳定的防漂电流，经由电容C5保持输出电压，传送至信号输出保持电路中，并通过UID的运放作用，最终由信号输出保持电路完成将信号电压功率输出的全部过程。本实用新型提供的一种带漂移补偿的信号峰值保持电路具有峰值电压保持时间可调、电流漂移补偿的性能，且电路功率损耗低，能够有效提高电路的可靠性，从而大大降低了系统成本。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。