一種用于采集數字信號閾值電壓可調的電路的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于電子領域，具體涉及一種用于采集數字信號閾值電壓可調的電路。
【背景技術】
[0002] 數字信號采樣電路廣泛應用于各種電子設備中，尤其是數據采集設計及電子測量 儀器中。邏輯分析、電流檢測儀等設備中直接使用數字信號采樣電路進行數據的采集，然后 對數據進行處理，示波器等模擬信號測量儀器通過前端的模數轉換模塊把模擬信號轉換為 數字信號后再經過數字信號采樣電路進行數據采集、處理。
[0003] 現有的邏輯分析儀和示波器中采用的數字信號采樣電路有兩種，第一種是采用固 定閾值的電路，需要采集的數字信號（即預處理電路1輸入端的數字信號4)經過預處理電 路1處理，消除雜波后（即預處理電路預處理后的數字信號5)傳遞給固定閾值的采樣電 路2進行采樣，如圖1所示，需要采集的數字信號經過預處理電路1濾除雜波后，傳遞給采 樣電路2,采樣電路2是閾值固定的采樣電路。第二種為了擴大采樣電路采樣信號的電壓 范圍，提高采樣電路采樣信號的精確度，增加了比較電路3,如圖2所示，數字信號經過預處 理電路1后，再經過比較電路3進行處理，經過比較電路3處理后的信號才傳遞給采樣電路 2。這里比較電路3的比較電壓通過信號控制，可以根據輸入數字信號的電平進行調整，以 適應不同電壓的輸入信號。
[0004] 第一種采用預處理電路加固定閾值的電路的方案，電路簡單，成本較低，主要用在 一些低端邏輯分析儀及低端數據采集系統中，因為閾值不可調整，所以這種采樣電路能夠 采樣的信號電壓范圍比較受限，對測量信號的電壓要求比較嚴格，測量的電壓范圍比較小。 第二種采樣電路主要用在高端邏輯分析儀及一些高復雜度的數據采集設備中，改進了第一 種采樣電路測量的信號電壓范圍小的問題，每路輸入信號上都增加一個比較電路，通過更 改比較電路的比較電壓可以增加能夠采樣的信號電壓范圍，但是這種方案設計復雜，而且 因為每路輸入信號都需要增加一個單獨的比較電路，獨立的高速比較器具有較高的成本， 使得系統整體成本大幅提高。
【發明內容】
[0005] 為了解決現有技術存在的上述問題，本發明提供了采樣精度高且成本低的一種用 于采集數字信號閾值電壓可調的電路。
[0006] 本發明所采用的技術方案為：
[0007] -種用于采集數字信號閾值電壓可調的電路，其包括相互連接的預處理電路和采 樣電路，所述預處理電路用于將從其輸入端輸入的數字信號進行預處理，并通過其輸出端 將預處理后的數字信號傳遞至所述采樣電路；所述采樣電路接收所述預處理電路輸出端傳 遞的預處理后的數字信號，并對預處理后的數字信號進行采樣；所述采樣電路為帶有差分 輸入結構的I/O端口的可編程控制器；所述帶有差分輸入結構的I/O端口上輸入有對比電 壓。所述可編程控制器包括FPGA，CPLD，DSP和CPU等。
[0008] 所述差分輸入結構的I/O端口為具有差分輸入結構的單端接口或具有差分輸入 結構的差分接口。具有差分輸入結構的單端接口如HSTL、SSTL等；具有差分輸入結構的差 分接口如LVDS、LVPECL等。
[0009] 所述差分輸入結構的I/O端口的其中一個差分輸入端連接有輸出電壓可調電路， 所述對比電壓由所述輸出電壓可調電路提供。
[0010] 所述輸出電壓可調電路為數字電位器、數模轉換芯片和基于PWM的數模轉換電路 中一種。
[0011] 所述輸出電壓可調電路的輸入信號采用單根信號線以及具有讀寫時序要求的并 行總線或者串行總線中的一種方式進行傳輸。
[0012] 所述預處理電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、電容、第一二極管和第二二 極管，所述第三電阻和與所述電容串聯后，并聯到所述第一電阻的兩端，所述第二電阻的輸 入端與所述第一電阻的輸出端連接，所述第二電阻的另一端接地，所述第一二極管并聯到 所述第二電阻的兩端，所述第二二極管的一端與電源連接，所述第二二極管的另一端與所 述第一電阻的輸出端連接。
[0013] 所述第一二極管和第二二極管均為鉗位二極管。
[0014] 所述預處理電路將從其輸入端輸入的數字信號進行預處理包括濾除所述數字信 號的雜波。
[0015] 本發明的有益效果為：
[0016] 1、和現有技術中第一種是采用固定閾值的采樣電路的方案相比，本發明提高了采 樣精度，由于閾值電壓連續可調，可以測量不同電壓標準的數字信號。
[0017] 2、和現有技術中第二種為了擴大采樣電路采樣信號的電壓范圍，增加了比較電路 的方案相比，本發明大大降低了電路成本，節省PCB板的面積。
[0018] 3、本發明的預處理電路，相比現有技術中的預處理電路，增加了第一電阻Rl和第 二電阻R2的分壓電路，增加了鉗位二極管。其中增加的第一電阻Rl和第二電阻R2能夠對 輸入的數字信號的電壓進行比例縮小，使之更適合采樣電路采集，增加的鉗位二極管能夠 有效保護后面的采樣電路，防止因為外部信號電壓過高或者靜電等原因擊穿采樣電路的1/ 0端口。
【附圖說明】
[0019] 圖1是現有技術中第一種采樣電路的示意圖；
[0020] 圖2是現有技術中第二種采樣電路的示意圖；
[0021] 圖3是本發明一種用于采集數字信號閾值電壓可調的電路中差分輸入結構的I/O 端口的其中一個差分輸入端連接有輸出電壓可調電路的示意圖；
[0022] 圖4是本發明一種用于采集數字信號閾值電壓可調的電路中差分輸入結構的1/ 〇端口的其中一個差分輸入端連接有外部輸入信號的示意圖；
[0023] 圖5是本發明一種用于采集數字信號閾值電壓可調的電路中預處理電路的示意 圖。
[0024]圖中：1、預處理電路；2、采樣電路；3、比較電路；4、預處理電路輸入端的數字信 號；5、預處理電路預處理后的數字信號；6、輸出電壓可調電路；7、對比電壓；8、外部輸入信 號。
【具體實施方式】
[0025] 實施例1
[0026] 如圖3所示，本發明提供了一種用于采集數字信號閾值電壓可調的電路，其包括 相互連接的預處理電路1和采樣電路2,所述預處理電路1用于將從其輸入端輸入的數字 信號4進行預處理，并通過其輸出端將預處理后的數字信號5傳遞至所述采樣電路2 ;其中 預處理包括濾除所述數字信號的雜波。所述采樣電路2接收所述預處理電路1輸出端傳遞 的預處理后的數字信號5,并對預處理后的數字信號5進行采樣；所述采樣電路2為帶有差 分輸入結構的I/O端口的FPGA芯片，所述FPGA芯片還可以換成CPLD芯片、DSP芯片或CPU 等。所述帶有差分輸入結構的I/O端口上輸入有對比電壓。所述差分輸入結構的I/O端口 為具有