[发明专利]一种基于高速比较器寻峰的脉冲信号轨到轨峰值保持电路

说明书

本发明提出一种基于高速比较器寻峰的脉冲信号轨到轨峰值保持电路，包括依次连接的高速比较器寻峰电路、峰值复位电路和峰值保持电路；所述高速比较器寻峰电路，用于检测输入的脉冲信号的上升沿或下降沿，向控制峰值保持电路输出相应控制信号；所述峰值保持电路，用于根据接收到的控制信号进行轨到轨的信号追踪或者进行信号峰值保持；所述峰值复位电路，用于输出复位信号使峰值保持电路进行复位。本发明采用单电源供电，输入和输出轨到轨，静态功耗小于30mW；峰值保持信号精度高，误差小于1％；保持电路峰值保持期间下摆率低，小于1mV/us；具有自复位功能，不需要外部复位信号。

技术领域

本发明属于核辐射探测等涉及脉冲信号幅度测量的领域，具体而言，涉及到一种基于高速比较器寻峰的脉冲信号轨到轨峰值保持电路。

背景技术

峰值保持电路是核辐射监测仪器重要的电子学组成部分。核辐射信号经过前端电子学处理后，形成脉冲幅度Vo与沉积能量E成比例的脉冲信号输出，常用的脉冲幅度采样方法主要有两种：高速ADC快速采样算法寻峰和峰保电路保持脉冲信号幅值然后ADC采样。由于高速ADC快速采样算法寻峰功耗比较高，对于低功耗便携式核辐射监测仪器来说一般采用峰保电路保持脉冲信号幅值然后ADC采样方案。峰值保持电路的性能会影响核辐射监测谱仪的采样精度，动态范围及脉冲计数率，而电路结构体积也会影响谱仪小型化的实现。目前峰保电路主要应用三极管或二极管单向导通特性、结合电容保持及放大器反馈电路实现脉冲信号峰值捕获及峰值保持，由于三极管或二极管在小信号输入特性比较差，导致峰保电路最小响应电压偏高，同时由于三极管或二极管开启电压导致峰保电路不能实现轨到轨输出。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中峰保电路三极管或二极管在小信号输入特性比较差，导致峰保电路最小响应电压偏高不能实现轨到轨输出的缺陷，为实现上述目的，本发明提供一种基于高速比较器寻峰的脉冲信号轨到轨峰值保持电路，包括依次连接的高速比较器寻峰电路、峰值复位电路和峰值保持电路；

所述高速比较器寻峰电路，用于检测输入的脉冲信号的上升沿或下降沿，向控制峰值保持电路输出相应控制信号；

所述峰值保持电路，用于根据接收到的控制信号进行轨到轨的信号追踪或者进行信号峰值保持；

所述峰值复位电路，用于输出复位信号使峰值保持电路进行复位。

作为所述装置的一种改进，所述高速比较器寻峰电路包括：微分电路、高速比较器(A1)和模拟开关(K1)；

所述微分电路输出端接高速比较器(A1)同相输入端；

所述高速比较器(A1)反相输入端接偏置电平(VTH)；

所述高速比较器(A1)的输出端接模拟开关(K1)；

所述微分电路，用于检测输入脉冲信号的上升沿及下降沿，输出相应的微分信号至高速比较器(A1)时；

所述高速比较器(A1)，用于根据接收的微分信号输出相应电平信号，控制模拟开关(K1)打开或闭合。

作为所述装置的一种改进，所述微分电路包括串联的第一电容(C1)和第一电阻(R1)；

当脉冲信号处于上升状态时，所述微分电路检测到脉冲信号的上升沿，输出正微分信号至所述高速比较器(A1)；

当脉冲处于信号下降状态时，所述微分电路检测到脉冲信号的下降沿，输出负微分信号至所述高速比较器(A1)。

作为所述装置的一种改进，所述高速比较器(A1)当接收到的所述正微分信号大于阈值时，输出高电平控制信号，控制模拟开关(K1)导通；

所述高速比较器(A1)当接收到的所述负微分信号小于阈值时，输出低电平控制信号，切断模拟开关(K1)。