一种数字脉冲参数检测系统及方法

本发明属于数据处理，具体涉及一种数字脉冲参数检测系统及方法。

背景技术：

1、脉冲信号和周期性脉冲信号有多种形式，但是表征其特性的主要参数通常是相同的。pwm电源参数、数字信号时钟参数等信号的检测均属于数字脉冲参数的检测，其脉冲波形为矩形波。

2、pwm电源具有广泛应用。在实际生产中，经常需要对pwm电源的脉冲宽度、脉冲电流和额定功率进行测试，以确保生产的产品符合目标规格。测量结果是产品开发和生产的重要数据，可以为开发生产中器件选型提供依据，具有重要的技术和经济意义。

3、传统的直流电源测试方法通常采用加载的方法测定电源的功率，而对于数字脉冲的脉冲宽度、占空比和脉冲电流缺乏有效的测量方法。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种数字脉冲参数检测系统，包括：待测数字脉冲源、mos管、分压电路、adc芯片、mcu、dac芯片、电容k以及显示模块，所述mos管包括第一mos管m1、第二mos管m2以及第三mos管m3，所述分压电路上设置有分压点，所述adc芯片的一端与所述分压点连接，另一端与所述mcu的输入端连接，所述mcu的输出端分别与所述显示模块、dac芯片的输入端、第二mos管的g极以及第三mos管m3的g极连接，所述dac芯片的输出端与所述第一mos管m1的g极连接，所述分压电路包括第一分压电路、第二分压电路以及第三分压电路，所述第一mos管m1的s极分别与第一分压电路和待测数字脉冲源连接，所述第一mos管m1的d极分别与所述第二分压电路和第二mos管m2的s极连接，所述第二mos管m2的d极分别与所述第三mos管m3的d极、电容k以及第三分压电路连接。

2、进一步地，所述adc芯片包括第一adc芯片、第二adc芯片以及第三adc芯片，所述第一adc芯片的输入端与第一电路的分压点连接，所述第一adc芯片的输出端与所述mcu的输入端连接，所述第二adc芯片的输入端与第二电路的分压点连接，所述第二adc芯片的输出端与所述mcu的输入端连接，所述第三adc芯片的输入端与第三电路的分压点连接，所述第三adc芯片的输出端与所述mcu的输入端连接。

3、进一步地，所述第一分压电路，包括由第四电阻r4和第五电阻r5构成的串联支路，所述串联支路的一端与所述待测数字脉冲源和第一mos管m1的s极连接，另一端与第一接地端gnd1连接，所述第四电阻r4与所述第五电阻r5的公共点为第一分压点e。

4、进一步地，所述第二分压电路，包括由第六电阻r6和第七电阻r7构成的串联支路，所述串联支路的一端与所述第一mos管m1的d极和第二mos管m2的s极连接，另一端与第二接地端gnd2连接，所述第六电阻r6与所述第七电阻r7的公共点为第二分压点f。

5、进一步地，所述第三分压电路，包括由第八电阻r8和第九电阻r9构成的串联支路，所述串联支路的一端与所述第二mos管m2的d极和第三mos管m3的d极连接，另一端与第三接地端gnd3连接，所述第八电阻r8与所述第九电阻r9的公共点为第三分压点h。

6、进一步地，所述电容k为一个或者多个，多个电容k之间为并联连接。

7、进一步地，所述dac芯片与所述第一mos管m1之间还连接有第一电阻r1，所述mcu和所述第二mos管m2之间还连接有第二电阻r2，所述mcu和所述第三mos管m3之间还连接有第三电阻r3。

8、进一步地，所述mcu为fpga、dsp或arm等嵌入式芯片。

9、进一步地，所述第一mos管m1和第二mos管m2为pmos管，所述第三mos管m3为nmos管。

10、本发明还提供了一种基于数字脉冲参数检测系统的方法，所述待测数字脉冲源的脉冲电压、脉冲宽度、占空比、电流以及功率为待测量参数，

11、将所述第一分压电路与所述第一mos管m1连接的公共点记为a点，将所述第二分压电路与所述第二mos管m2连接的公共点记为b点，将所述第三分压电路与所述第三mos管m3连接的公共点记为c点，将所述第三分压电路与所述电容k连接所述第三接地端gnd3的公共点记为d点，

12、当所述第一mos管m1用作压控电阻，其电阻大小由所述mcu来控制，而所述第二mos管m2和所述第三mos管m3用作开关管，由所述mcu控制接通所述第二mos管m2和所述第三mos管m3，

13、由所述mcu实时读取出的f点、g点和h点的电压记为vf、vg和vh，计算得到a、b和c点的电压记为va、vb、vc，va即为待测数字脉冲源的脉冲电压，计算公式为：

14、

15、

16、

17、由所述mcu检测到的va的高电平电压记为vah，低电平电压为val，则va处于高电平状态下的持续时长为t1，所得到的高电平状态下的脉冲曲线的宽度为脉冲宽度，va处于一个脉冲电压的周期为t,计算得到占空比u，计算公式为：

18、

19、设所述第一mos管m1的电阻为rm，流经所述第一mos管m1的电流即为脉冲电流，计算得到脉冲电流i，计算公式为：

20、

21、则额定功率p为：p＝i×va。

22、优选地，所述mcu输出的12位数字信号经过所述dac芯片后转化为模拟电压信号，通过第一电阻r1加到所述第一mos管m1的g极控制电阻rm的阻值大小,降低rm的阻值，直到检测到va的高电平电压降低到vah的95％时，停止降低rm的大小，此时的电流值记为i1，i1即为此待测数字脉冲源可以提供的最大电流，此时的功率为此待测数字脉冲源可以提供的最大功率p1，即p1＝va×i1。

23、优选地，所述mcu输出12位数字信号给所述dac芯片，所述dac芯片将其接收到的数字信号转换为模拟电压通过所述第一电阻r1加到所述第一mos管m1的g极以控制第一mos管m1的电阻值,而所述第一mos管m1的g极电压和其电阻的关系由第一mos管m1的规格书获取，将其关系列成表格存储在mcu内部的flash中，可以随时调用。

24、进一步地，当所述第一mos管m1、第二mos管m2和所述第三mos管m3均用作开关管，由所述mcu控制接通所述第一mos管m1和第二mos管m2，截止所述第三mos管m3，待测数字脉冲源将通过所述第一mos管m1和第二mos管m2为电容k充电，

25、由所述mcu实时读取出的f点、g点和h点的电压记为vf、vg和vh，计算得到a、b和c点的电压记为va、vb、vc，va即为待测数字脉冲源的脉冲电压，计算公式为：

26、

27、

28、

29、由所述mcu检测到的va的高电平电压记为vah，低电平电压为val，则va处于高电平状态下的持续时长为t1，所得到的高电平状态下的脉冲曲线的宽度为脉冲宽度，va处于一个脉冲电压的周期为t,计算得到占空比u，计算公式为：

30、

31、由c点的电压vc可得通路中的电流ic,计算公式为：

32、

33、所述待测数字脉冲源处在高电平状态下的输出功率记为p2，计算公式为：

34、p2＝ic×(va-vc)+vc×ic。

35、进一步地，所述vah的计算方法为：取va在高电平持续时间t1内va检测值的平均值，而val的计算方法为：取va低电平持续时间内va检测值的平均值；正常状态下，在高电平持续时间内，va的电压应为vah，其振幅不超过±5％，在低电平持续时间内，va的电压应为val，其振幅不超过+5％。

36、进一步地，所述待测数字脉冲源可以是pwm电源或数字时钟信号。

37、与现有技术相比，本发明采用了一种数字脉冲参数检测系统及方法，可以实现对数字脉冲源的脉冲电压、脉冲宽度、占空比、脉冲电流和额定功率的实时测量。