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专利名称：一种用于动态信号边界检出的电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及动态测量信号边界检出技术领域，具体是指一种用于动态信号边界检出的电路。
背景技术：
已有的动态信号边界检出技术，比如在激光扫描外径测量、激光扫描几何量测量、光电扫描脉宽测量或类似测量原理系统中，一般使用一个标准参考电平作为基准，当动态信号电平变化到与该基准电平相等时，过零比较电路输出反转信号，从而实现信号边界检出或定位；也有采取二次微分法，即利用信号变化反转点处二次微分为零之特性，实现边界检出或定位。动态测量信号边界检出技术是这类测量系统的关键技术，直接影响系统的测量或定位精度，上述现有技术在实用中存在以下问题1.对于参考电平法，边界检出、定位精度极大程度上取决于标准参考电平的设置精度，而标准电平准确调整到位有一定的困难；2.测量信号和参考信号相对分离，动态跟踪效果不好；3.对于二次微分法，当动态信号的上升沿和下降沿的斜率较小时，边界甄别精度相对降低；4.上述方法的环境适应性不高，影响测量系统精度和可靠性。

发明内容
本实用新型的目的就是为了改善或解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种用于动态信号边界检出的电路。该电路具有较高的灵敏度及优良的自适应性能、使其能够更有效地保证系统长期稳定的工作。
本实用新型所述一种用于动态信号边界检出的电路，其特征是它由主放大单元、参考放大单元、浮动电源单元和电压比较单元相互连接构成；其中，主放大单元和参考放大单元的输出端分别与电压比较单元的正、负输入端相连接，浮动电源单元与参考放大单元相电气连接，向参考放大单元提供正(或负)电源，所述浮动电源单元电平受动态信号峰值控制，电压比较单元的输出端通过信号线连接仪表。
为了更好地实现本实用新型，所述主放大单元和参考放大单元可前置同一动态信号放大单元；所述浮动电源单元由信号峰值放大单元以及由二极管D、电压保持电容C构成的峰值电压保持电路组成，具有随动态测量信号浮动的特征；所述主放大单元和参考放大单元包括集成电路(如OP07)或分离元件或集成电路与分离元件的组合。
实现本实用新型的关键是保证浮动电源单元电平适时受动态信号的峰值控制，所述浮动电源单元可以是正电源，也可以是负电源。为提高精度，电路中允许接入用于精度补偿的电阻、二极管或用于提高阻抗的电子元器件，中间可以增加放大、补偿电子单元。
本实用新型使用参考放大单元工作电源(正或负)浮动的特殊信号边界甄别方案，理论上和技术上可有效消除测量信号缓慢漂移的影响，同时避免已有技术中高精度参考电平适时调整带来的误差，制作调试与维护方便，且可达较高的测量精度(理论甄别精度比已有技术提高一倍)，制造成本相对降低，在动态测量系统上应用的工作稳定性(抗干扰性能)大大提高。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果1.本实用新型的参考信号来自于测量信号且为测量信号的镜像函数，参考信号与测量信号同步反向变化，测量灵敏度较传统技术提高一倍；2.本实用新型的参考(反向)运算放大单元的正电源浮动且受测量信号峰值控制，只要主和参考两放大单元输出的动态信号幅度相等且与浮动电源电平的比值确定，则信号切割点相对位置确定，同步跟踪性好，长期稳定工作性能好；3.本实用新型的信号边界检出结果只与浮动电平以及测量信号幅度的比值有关，而与测量信号强度无直接关系，故对电路要求不高，环境适应性好。
4.本实用新型制作调试及维护更加简单方便，在要求精密测量用途时，可以考虑一些补偿元件的接入，能够达到更高精度；5.本实用新型的制造成本相对降低。


图1是本实用新型实施例一的基本组成原理图(浮动电源为正)；图2是本实用新型实施例二的基本组成原理图(浮动电源为负)。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型做进一步地详细说明。两实施例仅指明了一种信号波形的传输及变换过程。
实施例一判断信号(图1上方曲线所示)半强度宽度如图1所示，本实施例由前置放大器1、主放大单元(即正向运算放大单元)2、参考放大单元(即反向运算放大单元)3、浮动电源单元(由信号峰值放大单元4、二极管D及电压保持电容C构成)、电压比较单元5依次相互连接组成。
本实施例的工作原理是测量源信号经前置放大器1放大后分为两路，一路经主放大单元2输出作为测量信号，另一路经参考放大单元3反向后作为参考切割信号，参考放大单元3的正电源电平等于参考信号的峰值电平(由浮动电源单元实现)，如上述即可实现信号半宽度检出。
实施例二如图2所示，本实施例的浮动电源为负电源，但基本原理与实施例一的电路类同，只是检出时波形相反。
由以上实施例(图1)可以看出，主(正)、参考(反向)两个放大单元2、3的输入为同一测量源信号，输出的测量和参考信号为一对镜像共轭函数，其中，参考信号放大单元3的工作电源(正或负)由测量信号峰值(正或负)电平控制，当主(正)、参考(反向)两个放大单元2、3的放大倍率相等且浮动电源电平等于测量信号峰值时，电压比较单元5输出的方波宽度，即两信号交点之间距离即为源信号半强度宽度。而当参考(反向)放大单元3的浮动电平不等于测量信号峰值时，则可实现不同宽度的检出。
为了更好地实现本实施例，还可引入实现补偿目的的其它电子元气件(如电阻、二极管、电容或附加电路)，目的是补偿电平跟踪时产生的压差或减小参考信号失真。即在浮动电平获得上，增加或减少器件，只要目的是保证浮动电平满足检出要求，仍是一种可行的电路形式。
由此可见，本实用新型大大改善了已有技术对标准电平精度的要求，电路实现简单，具有较好的自适应特性，适用于动态且具可重复性信号的边界检出或定位，工作稳定性好。
权利要求1.一种用于动态信号边界检出的电路，其特征是，它由主放大单元、参考放大单元、浮动电源单元和电压比较单元相互连接构成；其中，主放大单元和参考放大单元的输出端分别与电压比较单元的正、负输入端相连接，浮动电源单元与参考放大单元相电气连接，电压比较单元的输出端通过信号线连接仪表。
2.根据权利要求1所述的一种用于动态信号边界检出的电路，其特征是，所述浮动电源单元由信号峰值放大单元以及由二极管D、电压保持电容C构成的峰值电压保持电路组成，具有随动态测量信号峰值浮动的特征。
3.根据权利要求1所述的一种用于动态信号边界检出的电路，其特征是，所述浮动电源单元包括正电源或负电源。
4.根据权利要求1所述的一种用于动态信号边界检出的电路，其特征是，所述主放大单元和参考放大单元包括集成电路或分离元件或集成电路与分离元件的组合。
5.根据权利要求1所述的一种用于动态信号边界检出的电路，其特征是，所述主放大单元和参考放大单元前置同一动态信号放大单元。
专利摘要本实用新型是一种用于动态信号边界检出的电路，它由主放大单元、参考放大单元、浮动电源单元和电压比较单元相互连接构成；其中，主放大单元和参考放大单元的输出端分别与电压比较单元的正、负输入端相连接，浮动电源单元与参考放大单元相电气连接，电压比较单元的输出端通过信号线连接仪表。本实用新型用于信号边界甄别时，检出结果与信号强弱无直接关系，具有自适应特性，适用于可重复测量信号的边界检出。本实用新型具有工作稳定性好，安装调试及维护方便，成本低等特点。
文档编号G01R29/00GK2679697SQ200420015508
公开日2005年2月16日 申请日期2004年2月16日 优先权日2004年2月16日
发明者马国欣 申请人:华南理工大学