一种电脉冲信号计数测量电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电脉冲信号技术测量电路，属于电脉冲信号测量，转速、扭矩信号测量，电信号计数领域。
【背景技术】
[0002]在转速、扭矩等对电脉冲信号进行计数的测量场合中，由于传感器不同，导致被测电信号存在很多种形式:可能是24V、12V、5V或3.3V等高电平电压固定的数字信号，可能是高电平电压不固定的数字信号，可能是差分形式的数字信号，也可能是某一电压范围内的连续电压脉冲信号。这种被测信号形式的多样化造成后续测量电路很难适应所有的应用场入口 ο
[0003]在当前电脉冲信号技术测量电路领域，一般需要根据输入信号的形式去匹配对应测量电路，例如5V电平标准数字信号需要设计5V电平标准测量电路去测量，差分数字信号需要差分电路去测量。在进行连续电压脉冲信号测量时只能用模数转换器(ADC)先将信号转换成数字信号，然后再通过傅里叶变换等形式得到频率信号，进而得到计数值。
[0004]以上两种方法的缺点是通用性低、系统庞大、复杂，并且测量结果准确度低，测量速度慢。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是克服上述【背景技术】的不足，利用处理器、放大器、数模转换电路(DAC)、比较器等组成测量电路，目的是设计出一种通用性高、测量准确的电脉冲信号计数测量电路。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0007]电脉冲信号计数测量电路，它包括输入端放大器、比较器、数模转换电路、调理电路、处理器，其特征在于:输入电压信号经过输入端放大器后将输入信号缩小为原来1/n，然后经过比较器比较后结果输入到处理器，经过处理器计算处理后得到结果，比较器的参考电压由处理器控制数模转换电路(DAC)输出电压，再经过调理电路处理后得到。
[0008]所述的输入电压经过输入端放大器η倍缩小处理后可以允许输入信号电压范围为+1000V?-1000V，输入电压经过输入放大器处理后采用两路比较器进行比较。
[0009]所述放大器和调理电路都采用低噪声运算放大器，比较器采用低功耗、高精度比较器。
[0010]所述DAC芯片采用24位双路DAC芯片。
[0011]本实用新型的有益效果是:1、通用性高、测量准确，完全满足电脉冲信号计数测量需求；2、信号输入端输入范围很大，可以覆盖大部分测量场合。假设输入电压的量程为+1000V?-1000V，如果采用16位的DAC，则可以设置的比较器的分辨率为2000 + 216^ 30mV ;如果采用24位的DAC，则可以设置的比较器的分辨率为2000- 224^ 120uVo因此，采用本设计电路，完全可以采用比较、计数方式精确测量很宽电压范围内任意形式的电压脉冲信号。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的结构示意图。
[0013]图2是信号质量较好条件下电脉冲采样结构示意图。
[0014]图3是叠加高频噪声后电脉冲单次采样结构示意图。
[0015]图4是叠加高频噪声后电脉冲两次采样结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。
[0017]如图1所示，电脉冲信号计数测量电路，输入电压信号经过输入端放大器后将输入信号缩小为原来1/n，然后经过比较器比较后结果输入到DSP处理器，经过DSP计算处理后得到结果，比较器的参考电压由DSP处理器控制数模转换电路(DAC)输出电压，再经过调理电路处理后得到。
[0018]本实用新型通过以下过程实现:
[0019]本实用新型采用对输入信号进行比较、计数方式进行测量。如图2所示输入信号输入到比较器，比较器的比较点在VI，若上升沿计数，则在tl、t2、t3、t4等时刻触发计数器计数。
[0020]本实用新型将信号输入端输入范围设计成很大，覆盖大部分测量场合，输入信号经过放大器进行η倍缩小后送入比较器。
[0021]本实用新型所述比较器的电压比较点由处理器根据输入信号实际情况通过数模转换电路(DAC)、调理电路进行设置。前面提到的各种被测电脉冲信号的形式很多，若采用比较、计数方式测量，则各种形式信号比较点也不同，需要实现灵活的比较点设置，在本实用新型中采用设置数模转换电路(DAC)的输出值来实现。数模转换电路(DAC)的输出范围通过调理电路调理后与输入信号经放大器进行η倍缩小后的范围一致，这两路信号送入比较器进行比较，这样，可以实现输入端的输入范围内各种电压比较点的设置，其电压比较点设置值的分辨率为:输入电压范围/224。
[0022]本实用新型所述比较器的比较结果送入DSP处理器进行计数处理。
[0023]本实用新型采用两路比较器对输入信号进行比较，保证测量结果的准确性。在实际测量中，被测脉冲信号上往往叠加了其它的高频噪声(如图3中波形)，若只用一路比较器进行比较、计数，测量结果可能就会不准确。如图3所示:比较点在VI，上升沿进行计数，则在一个脉冲周期内就有会在tl，t2两个时间点触发计数，就会造成测量结果的不准确。在本设计中采用两路比较器对输入信号进行比较，如图4所示:同样比较点在VI，上升沿进行计数，但是处理器进行下一次计数前需要满足输入信号出现过小于V2的情况，这样就可以避免在类似t2这样的时间点进行计数，只会在tl，t4这样的时间点进行计数，保证了测量结果的准确性。
[0024]实施例:输入电压信号经过输入端放大器后将输入信号缩小为原来1/n，然后经过比较器比较后结果输入到DSP处理器，经过DSP计算处理后得到结果，比较器的参考电压由DSP控制数模转换电路(DAC)输出电压，再经过调理电路处理后得到。
[0025]其中，
[0026]放大器芯片:采用TI公司的OPA1612芯片，属于低噪声运算放大器，对输入信号进行缩小1/200处理。
[0027]调理电路芯片:采用TI公司的OPA1612搭建的放大电路，将数模转换电路(DAC)的输出范围调理成+5V?-5V。
[0028]比较器芯片:采用TI公司公司的TL3016低功耗、高精度比较器芯片，功耗低，性能强大，输入范围为+5V?-5V。
[0029]数模转换电路:采用AKM公司的24位双路DAC芯片。
[0030]DSP处理器:采用TI公司的6000系列DSP处理器，运算速度快，功耗低。
【主权项】
1.一种电脉冲信号计数测量电路，它包括输入端放大器、比较器、数模转换电路、调理电路和处理器，其特征在于:输入电压信号经过输入端放大器后将输入信号缩小为原来I/n，然后经过比较器比较后将结果输入到处理器，经过处理器处理后得到结果，比较器的参考电压由处理器控制数模转换电路(DAC)输出电压，再经过调理电路处理后得到。
2.根据权利要求1所述的电脉冲信号计数测量电路，其特征在于:输入电压经过输入端放大器η倍缩小处理后可以允许输入信号电压范围为+100V?-1000V，输入电压经过输入放大器处理后采用两路比较器进行比较。
3.根据权利要求1或2所述的电脉冲信号计数测量电路，其特征在于:放大器和调理电路都采用低噪声运算放大器，比较器采用低功耗、高精度比较器。
4.根据权利要求1或2所述的电脉冲信号计数测量电路，其特征在于:所述DAC芯片采用24位双路DAC芯片。
【专利摘要】一种电脉冲信号计数测量电路，它包括输入端放大器、比较器、数模转换电路、调理电路和处理器，其特征在于：输入电压信号经过输入端放大器后将输入信号缩小为原来1/n，然后经过比较器比较后将结果输入到处理器，经过处理器处理后得到结果，比较器的参考电压由处理器控制数模转换电路(DAC)输出电压，再经过调理电路处理后得到；输入电压经过输入端放大器n倍缩小处理后可以允许输入信号电压范围为+1000V～-1000V，输入电压经过输入放大器处理后采用两路比较器进行比较。它具有通用性高、测量准确等特点，完全满足电脉冲信号计数测量需求，信号输入端输入范围很大，可以覆盖大部分测量场合。
【IPC分类】H03K21-02
【公开号】CN204376868
【申请号】CN201420794831
【发明人】沈平, 周建川, 刘宝华, 陈冬娇, 郑佳慧
【申请人】杭州腾振科技有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年12月15日