峰值检测系统的设计.doc

峰值检测系统的设计 一、设计说明 本设计的任务是设计一个峰值检测系统，其关键任务是检测峰值并保持稳定。其框图如图1所示：它由传感器、放大器、采样/保持、采样/保持控制电路、A/D(模数转换)、译码显示、数字锁存控制电路组成。各部分的作用如下： 传感器：把被测信号量转换成电压量。 放大器：将传感器输出的小信号放大，放大器的输出结果满足模数转换器的转换范围。 采样/保持：对放大后的被测模拟量进行采样，并保持峰值。 采样/保持控制电路：该电路通过控制信号实现对峰值采样，小于原峰值时，保持原峰值，大于原峰值时保持新的峰值。 A/D转换：将模拟量转换成数字量。 译码显示：完成峰值数字量的译码显示。 数字锁存控制电路：对模数转换的峰值数字量进行锁存，小于峰值的数字量不锁存。 传感器 传感器 放大器 采样/保持 采样/保持控制电路 数字锁存 控制电路 A/D转换 译码显示 数字显示表表头 图1 峰值检测系统示例方案原理框图 二、技术指标 1. 放大器输入阻抗Ri1MΩ；频带宽度：0Hz—1kHz；共模抑制比：KCMRR70dB。 2.测量值用数字显示，显示范围：0000—9999； 三、设计要求 1. 传感器输出信号为0～5mV，1mV等效于400kg； 2.根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数；3.画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 四、实验要求 1．根据技术指标制定实验方案，验证所设计的电路；2．进行必要的实验数据处理和分析。 五、推荐参考资料 1. 张福学编著. 传感器应用及其电路精选. 北京：电子工业出版社，1992. 六、按照要求撰写课程设计报告 指导教师 年 月 日 负责教师 年 月 日 学生签字 年 月 日 成绩评定表 评语、建议或需要说明的问题： 指导教师签字： 日期： 成 绩 摘要：本文主要设计了能够检测输入信号峰值的电路，该电路分为三部分，第一部分是信号放大电路电路，主要有由三个放大器组成。第二部分是采样保持电路，主要有运放、场效应管和电容电路组成。第二部分是A/D转换及译码显示电路，主要有由A/D转换芯片和数码管组成。该电路具有结构简单、元器件用量少、成本低的特点。在众多的这类电路中是比较简单实用的。 关键词：放大器、采样/保持、采样/保持控制、数字锁存控制、A/D转换及译码 一、概述 本设计的任务是设计一个峰值检测系统，其关键任务是检测峰值并保持稳定。它由传感器、放大器、采样/保持、采样/保持控制电路、A/D(模数转换)、译码显示、数字锁存控制电路组成。各部分的作用如下：传感器：把被测信号量转换成电压量。放大器：将传感器输出的小信号放大，放大器的输出结果满足模数转换器的转换范围。采样/保持：对放大后的被测模拟量进行采样，并保持峰值。采样/保持控制电路：该电路通过控制信号实现对峰值采样，小于原峰值时，保持原峰值，大于原峰值时保持新的峰值。A/D转换：将模拟量转换成数字量。译码显示：完成峰值数字量的译码显示。数字锁存控制电路：对模数转换的峰值数字量进行锁存，小于峰值的数字量不锁存。 这次课程设计用的是计算机软件仿真，计算机软件仿真是利用计算机速度快、存储容量大的特点，在计算机这一现代化实验装置上采用数学模拟的方法，运用各种软件直接模拟电子线路的功能，完成各种电路性能分析和技术指标的测量。本次课程设计，主要用Mutisim10软件来进行电路仿真分析与测试。 二、方案设计 根据课程设计任务要求可知本电路主要包括放大器电路、采样/保持电路、采样/保持控制电路、数字锁存控制电路、A/D转换及译码显示几部分。其中放大器电路完成对输入信号的放大，采样/保持电路完成对信号的采样及信号峰值保持的功能，A/D转换及译码显示电路主要完成将输入的模拟信号转换为数字信号并数字输出，便于读取。原理框图如图1所示。 传感器 传感器 放大器 采样/保持 采样/保持控制电路 数字锁存 控制电路 A/D转换 译码显示 数字显示表表头 图1 峰值检测系统示例方案原理框图 电路设计 1、放大电路设计： 选用电压增益Au=400的放大电路完成系统对小信号放大的要求。本次课程设计中所用的放大电路为高精度放大电路，尽管放大电路种类繁多，但为了将传感器输出的微弱信号能够有效的放大，故而采用高精度放大器，采用高精度放大器的类型为RT3288，三个运算放大器分别用U1，U2，U3表示。该电路U1和U2的失调电压的量值和方向相同，可以相互抵消，减少了一些误差，所以此种电路精度很高。这种高精度放大器对完成弱信号的放大