一種基于單片機的峰值檢波器

一、 引言

在低頻或超低頻的受調(diào)信號的檢測和處理過程中，當(dāng)信號通過放大達到一定的強度就必須對其進行檢波，以獲得需要的信號。如在紅外分光測油儀中對紅外線的檢測，由于調(diào)制頻率很低，若用由二極管和電阻電容構(gòu)成的普通峰值檢波電路來檢波，效果會很差，主要表現(xiàn)在兩個方面：第一，若選擇RC電路時間常數(shù)大一些，則輸出信號的波形會好一些，但檢波輸出之后的信號幅值和檢波之前的信號幅值有明顯的差距，輸出信號幅值明顯降低，檢波效率變差，同時，信號快變部分的丟失變得嚴(yán)重；第二，若選擇RC電路時間常數(shù)小一些，則會發(fā)現(xiàn)檢波前后的信號幅值的差異變小，信號之中的快變分量明顯變好，但輸出信號的波形明顯變差，不利于對信號的A/D變換。以上兩種情況如圖1所示。

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二、硬件設(shè)計

如何解決以上所討論的問題呢？即要求得到檢波輸出波形良好，檢波前后的信號幅值差異小，信號快變部分丟失小，檢波效率高，以利于A/D變換的需要，一種較好的方法就是采用基于單片機(MCU)的峰值檢波電路。該電路由單片機、電子開關(guān)、保持電路等幾個部分組成，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖2所示。おお

該電路的特點是利用單片機編程靈活的特點，外圍電路無可調(diào)件，通過單片機準(zhǔn)確產(chǎn)生開關(guān)信號，使低頻受調(diào)信號的檢波始終被鎖定在信號的峰值上，從而保證了峰值檢波的效率和效果。如果由于一些技術(shù)上的原因造成信號延時，為了保證檢波始終鎖定在信號的峰值上，只需要通過PC機向單片機傳送延時參數(shù)就可以了，避免了固定電路調(diào)整麻煩的問題。該峰值檢波器的檢波輸出波形如圖３所示。

在該電路系統(tǒng)中，單片機選用MCS-51系列8位單片機，該單片機運行速度快，功耗低、性能好。電子開關(guān)選用4066 四模擬開關(guān)集成電路，該集成電路的開關(guān)導(dǎo)通電阻很小，而阻斷電阻很大，具有良好的開關(guān)特性，而保持電路則由集成運放構(gòu)成。其定位信號的產(chǎn)生由過零比較電路通過低頻受調(diào)信號而得到。

三、軟件設(shè)計

峰值檢波最關(guān)鍵的問題就是要準(zhǔn)確地捕捉信號的峰值，在該電路中是利用軟件來實現(xiàn)的，其設(shè)計思想是以定位信號為參照，通過軟件調(diào)整延時量來準(zhǔn)確捕捉信號峰值。單片機中延時子程序的構(gòu)成框圖如圖4所示。

程序由匯編語言編寫，本文不作具體介紹。

四、應(yīng)用

該電路系統(tǒng)在數(shù)字紅外分光測油儀的設(shè)計開發(fā)中得到應(yīng)用，獲得了很好的應(yīng)用效果。與傳統(tǒng)的峰值檢波電路相比，其檢波效率和效果明顯提高。該電路系統(tǒng)還可以直接應(yīng)用于其他低頻率受調(diào)信號的峰值檢波。お

參考文獻
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