
2 主要硬件电路
2.1 甄别电路
甄别电路如图2所示,采用高速比较器LM311实现。调节W2电压分配器,可以设定脉冲的下限阈值。输入信号从LM311的正输入端输入。根据比较器LM311特性:当正输入端电压低于相输入端电压时,比较器输出低电平。反之,当正输入端电压高于设定的负向输入端压,则输出高电平。在设计中,通过调节W2的值,可以设定一个阈值电压,只有输入脉冲高于此阈值电压时,输出端OUTA输出一个高电平。
2.2 峰值检测电路
峰值检测电路如图3所示,主要采用放大器CA3140和比较器LM311。峰值检测电路可以检测输入脉冲峰值的到来时刻,并将输入脉冲的峰顶进行扩展宽并保持一定时间,使A/D转换器能正确地转换脉冲电压。

峰值扩展工作原理:初始状态模拟开关J1断开,J2导通。输入脉冲由从放大器正向输入端输入,当脉冲信号处于上升沿,并且超过甄别电路的阈值电压时,模拟开关J1断开,J2断开,二级管D2导通,负反馈回路接通。此时放大器相当于电压跟随器,其输出端的电压等于输入端的电压,并且给电容C9充电。等输入信号到达峰值后下降时,模拟开关J1导通,J2断开,以防止短时间内过多的信号在电容C22上堆积,导致电路不能进行峰值扩展。放大器的反向端电压大于正向电压,输出负信号,二极管D2截止,负反馈回路断开。此时电容C9上的电压为峰值电压。由于二极管的反向电阻和放大器的输入阻抗都较大,电容C9不能通过二极管D2放电,实现了峰值扩展的目的。二极管D1和电阻R5对输出的负信号的幅度进行一定了的限制,保证了放大器及整个峰值保持电路稳定的工作。最后输入信号通过放大器U6进入A/D转换器。等后续的A/D转换结束后,本电路复位,模拟开关J1断开,J2导通,使电容C9快速放电,等待下一个脉冲信号到来。
峰位的检测工作原理:在比较器U4中,输入脉冲Vin从LM311负向输入端输入,峰值扩展输出的信号Vpeak从LM311的正向输入端输入。由于Vpeak是输入脉冲Vin经过峰值扩展电路延时后的信号,因此,开始时刻,Vin>Vpeak,此时输出端输出低电平。一旦输入脉冲的峰值到来,则VinVpeak,此时LM311输出高电平。