峰值檢測系統(tǒng)設(shè)計方案

1.方案一
     本課題的關(guān)鍵任務(wù)是檢測峰值并使之保持穩(wěn)定，且用數(shù)字顯示峰值．該方案用采樣／保持峰值電路，通過數(shù)據(jù)鎖存控制電路鎖存峰值的數(shù)字量。如圖1所示。它由傳感器、放大器、采樣／保持、采樣／保持控制電路、A／D(模數(shù)轉(zhuǎn)換)、譯碼顯示、數(shù)字鎖存控制電路組成。各組成部分的作用是：
    
 (1)傳感器：把被測信號量轉(zhuǎn)換成電壓量。
    (2)放大器：將傳感器輸出的小信號放大，放大器的輸出結(jié)果滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換范圍。 
    (3)采樣／保持：對放大后的被測模擬量進行采樣，并保持峰值。
    (4)采樣／保持控制電路：該電路通過控制信號實現(xiàn)對峰值采樣，小于原峰值時，保持原峰值，大于原峰值時保持新的峰值。
    (5)A／D 轉(zhuǎn)換：將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)宇量。
    (6)譯碼顯示：完成峰值數(shù)字量的譯碼顯示。
    (7)數(shù)字鎖存控制電路：對模數(shù)轉(zhuǎn)換的峰值數(shù)字量進行鎖存，小于峰值的數(shù)字量不能鎖存。模數(shù)轉(zhuǎn)換和譯碼顯示構(gòu)成數(shù)字顯示表頭（圖1的虛線部分)。
2.方案二
為實現(xiàn)峰值檢測，該方案采用數(shù)字式峰值保持器，該部分是圖2所示的虛線部分。
        方案二由傳感器、放大器、數(shù)字式峰值保持器和譯碼顯示器組成。該方案中除數(shù)字式峰值保持器外，其余三部分和方案一相同。數(shù)字式峰值保持器由比較器、控制門、方波發(fā)生器、計數(shù)器和D／A組成，各部分功能如下：
    (1)比較器：比Ui和UO的大小．當 Ui>Uo時，比較器輸出高電平，打開控制門，時鐘脈沖進入計數(shù)器．當Ui<Uo時，比較器輸出低電平，封閉控制門，計數(shù)器停止計數(shù)。
    (2)方波發(fā)生器：產(chǎn)生一定頻率的方波信號，作為控制門的時鐘脈沖信號。
    (3)控制門：控制時鐘脈沖進入計數(shù)器．當比較器輸出高電平時，該門開啟， 時鐘脈沖進入計數(shù)器，當比較器輸出低電平時，該門關(guān)閉。
    (4)計數(shù)器：被測信號的峰值通過控制門使時鐘脈沖進入計數(shù)器，輸出數(shù)字量，供給譯碼顯示電路顯示峰值。計數(shù)器保持的數(shù)碼反映被檢測信號的峰值。
    (5)D／A：計數(shù)器的數(shù)字量送入 D／A 轉(zhuǎn)換器后，進行數(shù)模轉(zhuǎn)換。D／A 輸出模擬量UO和被測量Ui比較，由比較結(jié)果 1或 0決定計數(shù)器計數(shù)還是保持峰值。
3.方案三
    為了使電路更加的簡單，清晰，此方案選用了數(shù)字鎖存控制電路、A/D轉(zhuǎn)換、譯碼顯示集成電路芯片。如圖3
    (1)傳感器：把被測信號量轉(zhuǎn)換成電壓量。
   (2)放大器：將傳感器輸出的小信號放大，放大器的輸出結(jié)果滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換范圍。 
    (3)采樣／保持：對放大后的被測模擬量進行采樣，并保持峰值。
    (4)采樣／保持控制電路：該電路通過控制信號實現(xiàn)對峰值采樣，小于原峰值時，保持原峰值，大于原峰值時保持新的峰值。
    (5) 數(shù)字鎖存、A/D轉(zhuǎn)換、譯碼顯示集成電路：將模電轉(zhuǎn)換成數(shù)電并使之在數(shù)碼管上顯示的電路。
    (6)比較器：輸入電壓與設(shè)定的電壓進行比較，當輸入的電壓大于設(shè)定電壓時比較器輸出1，使發(fā)光二極管導通，報警。
綜上所述：
方案一、方案二、方案三都可以將峰值保持并以數(shù)字形式輸出。方案一是對模擬量進行采樣／保持并鎖存峰值的數(shù)字量，它可以采用集成采樣／保持電路和大規(guī)模集成電路3位半A／D 轉(zhuǎn)換器。方案二是采用數(shù)字式峰值保持器，主要電路是計數(shù)器和D／A轉(zhuǎn)換，隨著輸出的位數(shù)增多，需要的器件也跟著增多。方案三將數(shù)字鎖存控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、譯碼顯示電路都集成于一片芯片，比較前兩個方案可知，后者比前兩者的電路簡單，且采用的器件先進，所用元器件少，容易實現(xiàn)．因此系統(tǒng)設(shè)計方案選擇方案方案三。