峰值检测系统的设计

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1、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

2、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Ri>1MΩ；频带宽度：0Hz—1kHz；共模抑制比：KCMRR>70dB。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

3、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．进行必要的峰值检测系统的设计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

4、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、概述峰值检测系统的设计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

5、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

6、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三、电路设计1、放大电路

7、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有重要的作用。由于此电路中放大器要完成400倍的放大任务，400倍分为两级放大，所以要求两级的放大倍数相乘等于分配等于400即

8、可，选取第一级的电压增益Au1为5，分配第二级的电压增益Au2为80，能够达到放大要求。放大电路设计如图2所示：峰值检测系统的设计图2高精度数据放大器该放大电路主要由三个运放构成；其中由于U1和U2采用相同的运算放大器，使U1和U2的