一种基于单片机的峰值检波电路

峰值检测

一种基于单片机的峰值检波器!

"

谭建军

（湖北民族学院，湖北恩施**+"""）

摘要：介绍一种应用于红外分光测油仪的低频受调信号的峰值检波电路，它的特点是充分利用单

片计算机技术实现准确的峰值定位检波，不仅能保证检波的效率，而且还能保证,-.变换的可靠

性。该电路也可应用于其他低频受调信号的峰值检波领域，在实际应用中获得了很好的效果。关键词：信号检测；单片机；峰值检波器；电路；设计中图分类号：/01)&2!

文献标识码：,

!"#$%&$’(#)#*#+*,-.$/#0,1234

!"#$%&’#()’

（3456789:;7;4;6<=>0?;7=9?@7;76:，A9:B7**+"""，CB79?）

!5/*-$+*：/B7:D?D6>79;>=E4F6:?D6?GH?@46E6;6F;=>F7>F47;4:6E<=>@=I<>6J469FKL=E4@?;7=9:7M9?@N/B6D6?GH?@46E6;6F;=>7:<6?;4>6E5K4:79MOCPN8;69:4>6:9=;=9@K;B6E6;6F;7=96<<7F769FK54;?@:=;B6,-.F=H6>:7=9N/B6F7>F47;7:D>=H6E;=566QF6@@69;79?DD@7F?;7=9N6#78,-0/：R7M9?@E6;6F;7=9；OCP；S6?GH?@46E6;6F;=>；C7>F47;；.6:7M9

一、引言

在低频或超低频的受调信号的检测和处理过程中，当信号通过放大达到一定的强度就必须对其进行检波，以获得需要的信号。如在红外分光测油仪中对红外线的检测，由于调制频率很低，若用由二极管和电阻电容构成的普通峰值检波电路来检波，效果会很差，主要表现在两个方面：第一，若选择TC电路时间常数大一些，则输出信号的波形会好一些，但检波输出之后的信号幅值和检波之前的信号幅值有明显的差距，输出信号幅值明显降低，检波效率变差，同时，信号快变部分的丢失变得严重；第二，若选择TC电路时间常数小一些，则会发现检波前后的信号幅值的差异变小，信号之中的快变分量明显变好，但输出信号的波形明显变差，不利于对信号的,-.变换。以上两种情况如图!所示。

图!

由二极管和TC电路构成的峰值检波电路的输出波形

二、硬件设计

如何解决以上所讨论的问题呢？即要求得到检波输出波形良好，检波前后的信号幅值差异小，信号快变部分丢失小，检波效率高，以利于,-.变换的

需要，一种较好的方法就是采用基于单片机（OCP）的峰值检波电路。该电路由单片机、电子开关、保持电路等几个部分组成，其逻辑结构如图(所示。

"

收稿日期：(""&#"*#&"

!("

峰值检测

图!基于单片机的峰值检波器方框图

该电路的特点是利用单片机编程灵活的特点，外围电路无可调件，通过单片机准确产生开关信号，使低频受调信号的检波始终被锁定在信号的峰值上，从而保证了峰值检波的效率和效果。如果由于一些技术上的原因造成信号延时，为了保证检波始终锁定在信号的峰值上，只需要通过"#机向单片

机传送延时参数就可以了，避免了固定电路调整麻烦的问题。该峰值检波器的检波输出波形如图$所示。

图$

基于单片机的峰值检波器输出波形

在该电路系统中，单片机选用%#&’()系列*位单片机，该单片机运行速度快，功耗低、性能好。电子开关选用+,--四模拟开关集成电路，该集成电路的开关导通电阻很小，而阻断电阻很大，具有良好的开关特性，而保持电路则由集成运放构成。其定位信号的产生由过零比较电路通过低频受调信号而得到。

三、软件设计

峰值检波最关键的问题就是要准确地捕捉信号

想是以定位信号为参照，通过软件调整延时量来准确捕捉信号峰值。单片机中延时子程序的构成框图如图+所示。

图+

单片机中延时子程序框图

程序由汇编语言编写，本文不作具体介绍。

四、应用

该电路系统在数字红外分光测油仪的设计开发中得到应用，获得了很好的应用效果。与传统的峰值检波电路相比，其检波效率和效果明显提高。该电路系统还可以直接应用于其他低频率受调信号的峰值检波。

参考文献

)］孙涵芳.%#&’()/0-单片机原理及应用［%］.北京：

航空航天大学出版社，)0**.

!］康华光.电子技术基础（第三版）［%］.北京：

高等教育出版社，)0**.

$］微型计算机及外部设备常用芯片手册［%］.北京：

清华大学出版社，)000.

作者简介：

谭建军（)0-,’），男，湖北利川人，副教授，多年从事电子信息技术的教学与科研工作，研究方向为电子信息的处理与控制。

)!)

［［［