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一種信號零點恢復(fù)電路的制作方法

文檔序號:7517563閱讀:305來源:國知局
專利名稱:一種信號零點恢復(fù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種信號處理電路,尤其是涉及一種信號零點恢復(fù)電路。
背景技術(shù)
當今數(shù)字信號處理成為發(fā)展的主流,在一個數(shù)字信號處理電路中往往需要對模擬 信號進行采集和分析。在實際電路中,一個只有正電壓信號的波形輸入到電路,由于電容 等器件的作用,信號的直流成分將被濾除,這樣信號相對于系統(tǒng)零點是有正有負的。然而 AD (模數(shù))轉(zhuǎn)換器只能將正電壓轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的數(shù)字量,負電壓將當作零點來處理,如果直接 將模擬信號送入AD (模數(shù))轉(zhuǎn)換器,那么必將造成有用信號的丟失,對信號處理造成一定得 影響,檢測到的數(shù)據(jù)將不能反映實際信號本身的情況,而且信號在信號采集過程中往往會 疊加一定量的噪聲,這些噪聲是信號處理中不需要的,所以在對模擬信號進行采集前必須 對信號進行處理,使信號的負壓部分提升到合適處理的零點。目前應(yīng)用最為廣泛的一種方法是直接利用加法電路的原理,如圖1所示,在已知 模擬信號負電壓峰值的情況下,給信號疊加一個偏置電壓Vref,得到的信號輸出為 使提高的信號的最低點不小于零點之后傳輸至后級電路,特別是AD采樣電路進 行數(shù)據(jù)處理。圖1的電路局限性在于,信號在傳輸過程中往往會疊加一些高頻的噪聲信號以及 一定得干擾信號,這些信號對必將會對后續(xù)的數(shù)字信號處理產(chǎn)生相應(yīng)的影響,而改電路沒 有消除這些信號的能力。另外一個局限性是,模擬信號的形狀往往是多種多樣的,信號最大負電壓往往是 不能確定,而該電路在使用過程中只能提供一個恒定的基準電壓Vref,在輸入信號的基礎(chǔ) 上疊加一個電壓基準Vref,這使得該電路的輸出往往不是信號最低點為系統(tǒng)零點的信號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠?qū)⑿盘栕畹忘c提升至系統(tǒng)零點的信 號零點恢復(fù)電路。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種信號零點恢復(fù)電路,其特征在 于包括緩沖器,比較器和開關(guān)器件,信號緩沖接收輸入端與比較器的負極輸入端之間設(shè)置有電 容,所述的比較器的正極輸入端輸入一個參考電壓,所述的比較器的輸出端與開關(guān)器件的控制 端連接,電容和比較器的正極輸入端的連接點與緩沖器的輸入端連接,開關(guān)器件的一個開關(guān)端 與緩沖器的輸入端連接,開關(guān)器件的另一個開關(guān)端接地,緩沖器的輸出端與信號輸出端連接。該電路工作時,信號經(jīng)電容輸入至節(jié)點VFN,節(jié)點VFN電壓值與信號輸入端電壓一 致。當節(jié)點VFN信號端電壓小于比較器正極輸入端電壓VREF時,比較器的輸出電壓為正電 壓,控制開關(guān)器件閉合,此時,節(jié)點VFN經(jīng)開關(guān)接至系統(tǒng)零點,此時信號經(jīng)緩沖器輸出為系統(tǒng)零點;而當信號輸入電壓升高時,根據(jù)電容充放電原理,節(jié)點VFN的信號也將從系統(tǒng)零點 開始升高,當節(jié)點VFN信號端電壓大于比較器正極輸入端電壓VREF時,比較器輸出為負電 壓,控制開關(guān)器件斷開,此時,節(jié)點VFN即是輸入信號提升后的信號,其再經(jīng)緩沖器輸出;當 信號輸入電壓下降時,節(jié)點VFN的信號也隨之下降,直至VFN信號下降至低于比較器正極輸 入電壓VREF,此時,開關(guān)器件又將工作在導(dǎo)通狀態(tài),輸出為系統(tǒng)零點。比較器正極輸入端電壓VREF作用在于,當信號零點附近噪聲波動小于VREF時,電 路輸出將會消除這些噪聲干擾信號。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點在于可以設(shè)置比較器正極輸入端的參考電壓,來 消除信號零點附近的噪聲以及干擾信號。本發(fā)明另一個優(yōu)點在于,不管輸入的信號如何變化,輸出信號信號的最低點都將 是系統(tǒng)零點。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一個電路圖;圖2為本發(fā)明的電路框圖;圖3為本發(fā)明的實施例的電路圖;圖4為實施例中的輸入信號波形圖和經(jīng)處理后的輸出信號波形圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。實施例一種信號零點恢復(fù)電路,其特征在于包括型號為TL082的運算放大器U3, 型號為LM393的比較器Ul和型號為MC4066的模擬開關(guān)U2,信號緩沖接收輸入端Al與比較 器Ul的正極輸入端之間設(shè)置有電容C,比較器Ul的負極輸入端輸入一個參考電壓VREF,比 較器Ul的輸出端與模擬開關(guān)U2的控制端連接,電容C和比較器Ul的正極輸入端的連接點 與緩沖器U3的輸入端連接,模擬開關(guān)U2的一個開關(guān)端與緩沖器U3的正極輸入端連接,緩 沖器U3的負極輸入端與緩沖器的U3輸出端連接。模擬開關(guān)U2的另一個開關(guān)端接地,緩沖 器U3的輸出端與信號輸出端A2連接。工作原理如果VFN點的電平波動大于參考電壓VREF時,則輸入信號Vin經(jīng)過緩 沖器U3直接輸出。該參考電壓可根據(jù)系統(tǒng)噪聲進行調(diào)節(jié)(是手動還是自動),例如系統(tǒng)噪 聲在30mV,為得到較好的信號輸出,可以設(shè)置比較器參考電壓VREF為30mV。模擬開關(guān)U2通過判定比較器Ul輸出來控制開關(guān)的打開和閉合,如果比較器Ul輸 出電平為高電平信號,開關(guān)關(guān)閉,否則開關(guān)打開。輸出信號Vout可以根據(jù)輸入信號Vin進行自適應(yīng)調(diào)節(jié),通過改變參考點電壓 VREF,可以使輸入信號Vin在有一定的噪聲干擾下有較好輸出,這使電路具有優(yōu)點,通過調(diào) 節(jié)比較器參考端電壓VREF,在提升信號電平的前提下對信號進行濾波。圖4中的上半部分圖是輸入信號的波形圖,下半部分是輸出信號的波形圖。輸出 信號波形與于輸入信號波形相比,可以看出,輸出波形零點為系統(tǒng)地,原先信號波形最低點 相應(yīng)的噪聲疊加在信號上,作為無用信號,經(jīng)過本發(fā)明的電路處理之后,信號輸出零點部分 較輸入信號相對光滑。
權(quán)利要求
一種信號零點恢復(fù)電路,其特征在于包括緩沖器,比較器和開關(guān)器件,信號緩沖接收輸入端與比較器的正極輸入端之間設(shè)置有電容,所述的比較器的負極輸入端輸入一個參考電壓,所述的比較器的輸出端與開關(guān)器件的控制端連接,電容和比較器的正極輸入端的連接點與緩沖器的輸入端連接,開關(guān)器件的一個開關(guān)端與緩沖器的輸入端連接,開關(guān)器件的另一個開關(guān)端接地,緩沖器的輸出端與信號輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種信號零點恢復(fù)電路,其特征在于比較器為型號為LM393 的比較器,所述的開關(guān)器件為型號為MC4066的模擬開關(guān),所述的緩沖器為型號為XX的緩沖 器,模擬開關(guān)的一個開關(guān)端與緩沖器的正極輸入端連接,緩沖器的負極輸入端與緩沖器的 輸出端連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種信號零點恢復(fù)電路,包括緩沖器,比較器和開關(guān)器件,信號緩沖接收輸入端與比較器的正極輸入端之間設(shè)置有電容,比較器的負極輸入端輸入一個參考電壓,比較器的輸出端與開關(guān)器件的控制端連接,電容和比較器的正極輸入端的連接點與緩沖器的輸入端連接,開關(guān)器件的一個開關(guān)端與緩沖器的輸入端連接,開關(guān)器件的另一個開關(guān)端接地,緩沖器的輸出端與信號輸出端連接,其優(yōu)點通過調(diào)節(jié)比較器參考電壓端電壓,設(shè)定波動允許范圍來消除輸入信號零點附近噪聲干擾。
文檔編號H03K3/013GK101917177SQ201010222179
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者施金良, 李宏, 汪強, 陳宇 申請人:寧波大學(xué)
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