专利名称：高频峰值模数转换的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高频峰值模数转换。
本发明人在ZL98242418.3、ZL00229122.3和ZL00230123.7专利中用过AC A/D交流模数转换技术，即50Hz正弦交流信号，经π/2移相、零电压比较，获取信号峰同步脉冲，在该脉冲作用下，对交流信号逐波模数转换。它与传统模数转换不同，是在被测信号所形成的脉冲控制下的被动式模数转换。但它脱离不了“采样—转换—恢复”的工作模式。尤其采样，实质是让电容充电，保持被测信号瞬间电压，往后再逐步转换。电容充电是否到位，即所充电压能否等于被测电压，是模数转换成败的关键。设稳定电压Vm通过电阻R向电容C充电，申容两端申压Vc＝Vm(1-e-t/RC)是按指数规律上升。仅当电路时间常数RC很小，充电时间t很长，即t/RC→∞时，Vc→Vm，电容充电到位。但实际使用RC不能太小，高频信号周期短，为了保证充电电压相对稳定，峰值可取时间间隔极短，很难保证电容充电到位，导致随后转换可能失败。可见要实现高频峰值模数转换除了通过移相后产生信号的峰脉冲以外，还必须具备一种新的不经过采样过程就能即时一次性直接比较的模数转换——直比模数转换。
本发明的目的于在对高频正弦交变信号和高频脉冲信号的峰值进行模数转换。
本发明的目的是通过以下电路结构来实现的。高频峰值模数转换其特点在于它的电路结构包括移相电路和直比模数转换电路。其特点在于移相电路可以是正弦移相电路或脉冲延时电路。高频信号经移相电路产生峰记录信号，并进入直比模数转换电路在峰记录脉冲时刻完成信号峰值模数转换。模数转换受被测信号所形成的脉冲控制，是被动式模数转换。其特点还在于直比模数转换电路包括比较基准电压、电压比较器、触发器和逻辑门电路等部分，外围特别设有峰记录信号输入口，另还有信号输入口、采样脉冲输入口、数据输出口以及工作电源口等；经过数字化的m个逐一递增的比较基准电压与信号电压，经m个电压比较器同时不断比较，由m个触发器在峰记录脉冲时刻记录下m个电压比较器输出状态，再从所有输出中用逻辑门判定出比较电压能达最高的电压比较器，它所对应的比较基准电压数字量即为信号峰值电压数字量，全过程即时一次性直接比较，实现零时间模数转换。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述
图1为某一移相电路。
图2为本发明实施例原理框图。
高频峰值模数转换，其特点在于它的电路结构包括移相电路和直比模数转换电路。其特点在于移相电路可以是正弦移相电路或脉冲延时电路。高频信号经移相电路产生峰记录信号，并进入直比模数转换电路在峰记录脉冲时刻完成信号峰值模数转换。模数转换受被测信号所形成的脉冲控制，是被动式模数转换。移相电路有各种形式，通常用RC移相电路，所移相角φ，则有tgφ=12πfRC]]>对于频率为f的正弦交变信号，φ的大小取决于电路时间常数RC，一般先确定电容C的大小，再根据φ的要求再调节电阻R的大小。上式φ最大移相难达90°，若移相大于90°，可采用多节移相。相角可前移，也可后移，可移大也可移小，这完全由移相后的峰记录脉冲有效沿要正对信号峰顶这一要求决定的。图1是本实施例正弦移相电路，二节相位后移，第一节移相60°，第二节可调最大移相60°，由电阻R2调节，两节共移相90°，达到峰记录脉冲前沿正对信号峰顶的要求。高频脉冲信号也可以采用信号通过电路级间延时获得峰记录脉冲，本实施例直比模数转换块中的与门A即有级间延时作用。高频峰值模数转换，其特点还在于直比模数转换电路包括比较基准电压、电压比较器、触发器和逻辑门电路等部分，外围特别设有峰记录信号输入口，另还有信号输入口、采样脉冲输入口、数据输出口以及工作电源口等；经过数字化的m个逐一递增的比较基准电压与信号电压，经m个电压比较器同时不断比较，由m个触发器在峰记录脉冲时刻记录下m个电压比较器输出状态，再从所有输出中用逻辑门判定出比较电压能达最高的电压比较器，它所对应的比较基准电压数字量即为信号峰值电压数字量。全过程即时一次性直接比较，实现零时间模数转换。现结合图2详细说明。设n进制两位数，有m＝n2-1个数，用m个等值电阻R0经外接电阻RK串接在电压为V的电压基准源上，R0分得电压V0=R0(n2-1)R0+RKV]]>作为单位基准电压，调整RK值，可选取不同精度的单位基准电压，RK为量程选择调整电阻。电阻间有m个节点，每个节点赋于一个标号数ij，它是两位数，高位数i，低位数j，j缝n进1。ij由小到大依序排列00 01 02 03…………0(n-1)10 11 12 13…………1(n-1)20 21 22 23…………2(n-1) (n-1)0 (n-1)1 (n-1)2 (n-1)3………(n-1)(n-1)节点标号数ij规定了与之相连的电压比较器和触发器的标号，并授予数权，即当它们输出高电位就等效输出这个数ij。各比较基准电压Vij＝(ij)·V0(i＝0,1，2……n-1，j＝1，2……n-1，0)，与高频信号电压Vf同时加到m个电压比较器“-”、“+”输入端不断进行比较，当Vf＞Vij，比较器输出“1”(高电位)，反之输出“0”(低电位)。比较器输出即为触发器输入，峰记录脉冲到来时刻，m个触发器便记录下该时刻m个电压比较器的输出状态。触发器有两个相反的输出状态，即Q＝1 Q＝0或Q＝0 Q＝1。运用“与”逻辑，高位相“与”(记作“·”)Q10·Q20、Q20·Q30……Q(n-2)0·Q(n-1)0，其结果是峰值态时，Qi0＝1，Q(i+1)0＝0(Q((i+1)0＝1)，高位数i为最大，Qi0·Q(i+1)0＝1，其他“与”输出为0。低位相“与”Qi1·Qi2、Qi2·Qi3……Qi(n-2)·Qi(n-1)、Qi(n-1)·Q(i+1)0(i＝0，1，2……n-1)，其结果是峰值态时，Qij＝1，Qi(j+1)＝0(Qi(j+1)＝1)，低位数j为最大，Qij·Qi(j+1)＝1，其余“与”输出为“0”。于是ij便是信号峰值模数转换的结果。最后运用“或”逻辑把ij译码成二进制数。可先把不同的i相同的j合并成0j＝1，2，3……(n-1)，再把0j译码成低位二进制数。高位二进制数直接由i译码而成。本实施例采用十六进制(H)，n＝16，m＝255，i＝0，1，2……f(H)，j＝1，2……f，0(H)，最大转换数为ff(H)，以八位并行输出。工作模式当采样脉冲输入口接“1”为逐波模数转换，接脉冲(宽度＞信号周期)为间歇模数转换；当峰记录信号输入口接“1”为传统模数转换。Rk(k＝1，2，3……)为量程调整电阻，选择不同Rk值对应不同量程。RL为隔离电阻，峰记录脉冲延时后经RL做送数请求。
本发明用于高频正弦交变信号峰值数字化测量、幅度调制数字化以及极高采样率模数转换，尤其高频脉冲测量，可设想一种数字变幅通讯即在“0，1”通讯同时增加“0， (＝1’)”通讯，以脉冲峰值比值k来区分信道，以达增容目的。若能成功，该发明前景远大。另直比模数转换电路繁，元件多，但可集成。对多种频率信号测量需中途重调移相电路，对脉冲信号测量则无此忧。
权利要求
1.一种高频信号峰值模数转换，其特征在于它的电路结构包括移相电路和直比模数转换电路；其特征在于移相电路可以是正弦移相电路或脉冲延时电路；高频信号经移相电路产生峰记录信号，并进入直比模数转换电路在峰记录脉冲时刻完成信号峰值模数转换；模数转换受被测信号所形成的脉冲控制，是被动式模数转换；其特征还在于直比模数转换电路包括比较基准电压、电压比较器、触发器和逻辑门电路等部分，外围特别设有峰记录信号输入口，另还有信号输入口、采样脉冲输入口、数据输出口以及工作电源口等；经过数字化的m个逐一递增的比较基准电压与信号电压，经m个电压比较器同时不断比较，由m个触发器在峰记录脉冲时刻记录下m个电压比较器输出状态，再从所有输出中用逻辑门判定出比较电压能达最高的电压比较器，它所对应的比较基准电压数字量即为信号峰值电压数字量；全过程即时一次性直接比较，实现零时间模数转换。
全文摘要
本发明公开一种高频峰值模数转换，其电路结构包括移相和直比模数转换电路。信号经移相产生峰记录信号，并进直比模数转换块与基准电压经电压比较器比较，待峰记录脉冲时刻由触发器记录各电压比较器输出，从所有输出中由逻辑门判定出比较电压能达最高的电压比较器，它所对应数字化基准电压即为信号峰值数字量。全过程即时一次性直接比较，实现零时间模数转换。本发明用于峰值测量、调制等，尤其在数字变幅通讯设想中有远大前景。
文档编号H03M1/12GK1507158SQ02147820
公开日2004年6月23日 申请日期2002年12月9日 优先权日2002年12月9日
发明者刘祖武 申请人:刘祖武