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信號的檢測和處理過(guò)程中，當信號通過(guò)放大達到一定的強度就必須對其進(jìn)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(xiàn)的檢測，由于調制頻率很低，若用由二極管和電阻電容構成的普通峰值檢波電路來(lái)檢波，效果會(huì )很差，主要表現在兩個(gè)方面：第一，若選擇RC電路時(shí)間常數大一些，則輸出信號的波形會(huì )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(shí)，信號快變部分的丟失變得嚴重；第二，若選擇RC電路時(shí)間常數小一些，則會(huì )發(fā)現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、硬件設計

如何解決以上所討論的問(wèn)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(yíng)/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(kāi)關(guān)、保持電路等幾個(gè)部分組成，其邏輯結構如圖2所示。おお

該電路的特點(diǎn)是利用單片機編程靈活的特點(diǎn)，外圍電路無(wú)可調件，通過(guò)單片機準確產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號，使低頻受調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(shí)，為了保證檢波始終鎖定在信號的峰值上，只需要通過(guò)PC機向單片機傳送延時(shí)參數就可以了，避免了固定電路調整麻煩的問(wèn)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(kāi)關(guān)選用4066 四模擬開(kāi)關(guān)集成電路，該集成電路的開(kāi)關(guān)導通電阻很小，而阻斷電阻很大，具有良好的開(kāi)關(guān)特性，而保持電路則由集成運放構成。其定位信號的產(chǎn)生由過(guò)零比較電路通過(guò)低頻受調信號而得到。

三、軟件設計

峰值檢波最關(guān)鍵的問(wèn)題就是要準確地捕捉信號的峰值，在該電路中是利用軟件來(lái)實(shí)現的，其設計思想是以定位信號為參照，通過(guò)軟件調整延時(shí)量來(lái)準確捕捉信號峰值。單片機中延時(shí)子程序的構成框圖如圖4所示。

程序由匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，本文不作具體介紹。

四、應用

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

參考文獻
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