專利名稱：脈沖峰值采樣裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及脈沖或干擾信號脈沖峰值測試，具體涉及ー種脈沖峰值采樣裝置。
背景技術：
前高壓脈沖的測試使用的測試方法為示波器加高壓探頭的方法，由于示波器的高速AD測試精度比較低(一般為5%)，無法滿足脈沖測試源電壓精度(2%)的要求，一般只能用電壓比對的方法進行校準。為了滿足線圈測試儀高壓脈沖精度校準的要求設計需采用脈沖峰值采樣裝置，此電路就是設備的核心-峰值采樣電路。常用的脈沖峰值采樣裝置有以下幾種第一，這是ー種最簡單的脈沖峰值采樣裝置，該電路原理是ニ極管和電容器組成的整流濾波電路。此電路存在ニ極管導通電壓，實際電容上的電壓隨充電時間變化會有幾百毫伏的偏差，是非線性的無法保證電壓準確。第二，采用用運放實現有源整流電路來消除ニ極管的導通電壓產生的誤差。這種電路存在的問題是當輸入出現負壓時，運放會出現輸出負飽和狀態，影響測試響應速度。另外保持電壓的穩定性受后級輸入阻抗影響很大。第三，在上述第二種電路的基礎上，為了減小保持電壓的穩定性受后級輸入阻抗影響，需要加高阻抗隔離電路。這種電路也存在問題當進行高速采樣測試時，保持電容容量比較小。測試精度比較高時，整流ニ極管反向漏流和分布電容對測試精度的影響無法忽略，需要加雙ニ極管整流和中點電壓保持電路。此電路雖然基本滿足了采樣保持性能要求，但是采樣速率和保持速率都受保持電容大小和保持電容周圍的分布漏電參數影響，很難同時實現200nS的采樣保持、2mS的輸出穩定。綜上所述，現有的采樣保持電路采用ニ極管整流、電容保持的采樣電壓電路結構。200nS的峰值電壓采樣，在精度要求下電路時間常數需要超過六倍脈寬(量級1E_8)，由于ニ極管交流等效電阻幾十歐姆(量級1E1)，考慮測試精度要求保持電容將小于InF(量級1E_9)。即使是InF的電容兩端電壓在2mS的時間電壓跌落小于I %，則時間常數大約需要大于二百倍的保持時間(量級1E0)，也就是保持電容周邊的等效絕緣電阻需要大于IGQ (量級1E9)。這樣對周邊電路的絕緣電阻和泄漏電流要求太高無法找到相應的元件實現這樣的性能，而且數據抗干擾問題很難保證。
發明內容針對上述技術問題，本實用新型的目的在于提供一種脈沖峰值采樣裝置，該脈沖峰值采樣裝置能夠將輸入的高速的峰值電壓信號，保持成為具有供后級電路足夠使用的響應時間的信號。實現本實用新型的技術方案如下脈沖峰值采樣裝置，包括第一級采樣保持電路，該第一級采樣保持電路采樣高速的峰值電壓，將該高速的峰值電壓保持成為穩定輸出電壓；以及[0011]第二級采樣保持電路，該第二級采樣保持電路采樣第一級采樣保持電路輸出的電壓，輸出滿足AD測試電平穩定的精度要求的測試電平。采用了上述方案，本實用新型的優點如下I.采樣保持電路具有200nS響應速度；2.兩級的采樣保持電路結構，通過多極采樣保持降低電路設計要求，用現有器件成功實現測試電路的目的；用采樣保持電路實現峰值電壓的測試，200nS脈沖寬度，精度達到I %。
圖I為第一級采樣保持電路的電路原理圖；圖2為第一級采樣保持電路實際測試信號曲線測試圖；圖3兩級采樣保持電路實際效果測試信號曲線測試圖；圖4為第一級輸出于第二級輸出電壓保持性能比較實際測試曲線具體實施方式
參照圖I所示的一種脈沖峰值采樣裝置，脈沖峰值采樣裝置，包括第一級采樣保持電路，該第一級采樣保持電路采樣高速的峰值電壓，將該高速的峰值電壓保持成為穩定輸出電壓；以及第ニ級采樣保持電路，該第二級采樣保持電路采樣第一級采樣保持電路輸出的電壓，輸出滿足AD測試電平穩定的精度要求的測試電平。第一級采樣保持電路和第ニ級采樣保持電路的電路結構相同，對于兩者之間功能上的微小差異，是由兩者之間元器件的選值來決定的。在第一級采樣保持電路的輸出端再連接ー個結構相同的第二級采樣保持電路，就得到了本實用新型的脈沖峰值采樣裝置，下面以第一級采樣保持電路的結構為例進行說明 第一級采樣保持電路包括第一運算放大器Ul和第二運算放大器U2，第一電阻Rl和第二電阻R2的一端連接于第一運算放大器的同相輸入端，第一電阻的另一端接收高速的峰值電壓采樣輸入信號，第二電阻的另一端接地；ー個第一ニ極管Dl的兩端連接在第一運算放大器Ul的反相輸入端和輸出端之間,第一ニ極管的兩端并連ー個第一電容Cl。一個第三電阻R3和第四電阻R4的一端均與第一運算放大器Ul的反相輸入端連接，第三電阻R3的另一端接地，第四電阻R4的另一端與第二運算放大器U2的輸出端連接，一個第二電容串連第五電阻R5后并連于第四電阻R4的兩端。第一運算放大器Ul的輸出端依次串連第ニニ極管D2和第三ニ極管D3，在第二ニ極管D2的陰極端和第四電阻R4之間還連接ー個第六電阻R6，第三ニ極管D3的陰極與第三電容C3并連后再與第二運算放大器U2的同相輸入端連接，第二運算放大器U2的反向輸入端與其輸出端連接。基于以上情況采用兩級采樣保持電路，舉例說明ー下工作過程第一級采樣保持電路采樣幾百納秒峰值電壓，保持成為幾十微妙的數據可靠，泄漏阻抗要求為幾兆歐級。圖2表示出了通過第一級采樣保持電路的實際測試信號曲線圖，從圖2可以看出通過第一級采樣保持電路將輸入的峰值電壓保持ー個比較長的時間。第二級采樣保持電路在十幾微妙內對第一級采樣保持電路數據采集，并保持成為幾毫秒的數據可靠，保持電容周邊等效絕緣阻抗要求也為幾兆歐。圖3為兩級保持的實際效果測試曲線，很明顯，圖3通過第二級采樣保持電路的作用，將第一級采樣保持電路輸出的信號保持成后級電路足夠使用的響應時間的信號。圖4是第一級輸出于輸ニ級電壓保持性能比較實際曲線，從圖中的比較可以看出，如果沒有第二級采樣保持電路，則第一級采樣保持電路輸出的信號會下滑，難以成 為后級電路使用的響應時間的信號。
權利要求1.一種脈沖峰值采樣裝置，其特征在于包括第一級采樣保持電路，該第一級采樣保持電路采樣高速的峰值電壓，將該高速的峰值電壓保持成為穩定輸出電壓；以及 第二級采樣保持電路，該第二級采樣保持電路采樣第一級采樣保持電路輸出的電壓，輸出滿足AD測試電平穩定的精度要求的測試電平。
2.根據權利要求I所述的脈沖峰值采樣裝置，其特征在于所述第一級采樣保持電路包括第一運算放大器(Ul)和第二運算放大器(U2)，第一電阻(Rl)和第二電阻(R2)的一端連接于第一運算放大器的同相輸入端，第一電阻的另一端接收高速的峰值電壓米樣輸入信號，第二電阻的另一端接地；ー個第一ニ極管(Dl)連接在第一運算放大器(Ul)的反相輸入端和輸出端之間，第一ニ極管的兩端并連ー個第一電容(Cl), ー個第三電阻(R3)和第四電阻(R4)的一端均與第一運算放大器(Ul)的反相輸入端連接，第三電阻的另一端接地，第四電阻的另一端與第二運算放大器(U2)的輸出端連接，一個第二電容(C2)串連第五電阻 (R5)后并連于第四電阻的兩端；第一運算放大器(Ul)的輸出端依次串連第二ニ極管(D2)和第三ニ極管(D3)，在第二ニ極管(D2)的陰極端和第四電阻(R4)之間還連接ー個第六電阻(R6)，第三ニ極管(D3)的陰極與第三電容(C3)并連后再與第二運算放大器(U2)的同相輸入端連接，第二運算放大器(U2)的反向輸入端與其輸出端連接。
專利摘要本實用新型涉及一種脈沖峰值采樣裝置，包括第一級采樣保持電路，該第一級采樣保持電路采樣高速的峰值電壓，將該高速的峰值電壓保持成為穩定輸出電壓；以及第二級采樣保持電路，該第二級采樣保持電路采樣第一級采樣保持電路輸出的電壓，輸出滿足AD測試電平穩定的精度要求的測試電平。本實用新型的脈沖峰值采樣裝置能夠將輸入的高速的峰值電壓信號，保持成為具有供后級電路足夠使用的響應時間的信號。
文檔編號G01R19/00GK202393804SQ20112040901
公開日2012年8月22日 申請日期2012年3月21日 優先權日2012年3月21日
發明者何其齊, 吳強, 張鋒, 李鑫, 邢海峰 申請人:常州市同惠電子有限公司, 常州市計量測試技術研究所