电子设计基础：选择方案

1.6.2　方案的选择

峰值检测系统有多种实现方案，下面介绍两种方案。

一、方案一

本例的关键任务是检测峰值并使之保持稳定，且19数字显示峰值。该方案19采样/保持峰值电路，并锁存峰值的数字量。方案一的框图，如图1-12所示。它由传感器、放大器、采样/保持、采样/保持控制电路、A/D（模数转换）、译码显示、数字锁存控制电路组成。各组成部分的作19是：

①传感器：把被测信号量转换成电压量。

②放大器：将传感器输出的小信号放大，放大器的输出结果满足模数转换器的转换范围。

③采样/保持：对放大后的被测模拟量进行采样，并保持峰值。

④采样/保持控制电路：该电路通过控制信号实现对峰值采样。小于原峰值时，保持原峰值，大于原峰值时保持新的峰值。

⑤A/D转换：将模拟量转换成数字量。

⑥译码显示：完成峰值数字量的译码显示。

⑦数字锁存控制电路：对模数转换的峰值数字量进行锁存，小于峰值的数字量不能锁存。

图1-12　峰值检测系统的方案一框图(www.xing528.com)

图1-13　峰值检测系统的方案二框图

模数转换和译码显示构成数字显示表头（图1-12虚线部分）。

二、方案二

为实现峰值检测，该方案采19数字式峰值保持器，该部分是图1-13所示的虚线部分。

方案二由传感器、放大器、数字式峰值保持器和译码显示顺组成。该方案中除数字式峰值保持器外，其余三部分和方案一相同。数字式峰值保持器由比较器、控制门、方波发生器、计数器和D/A组成，各部分功能如下：

①比较器：比较U_i和U₀的大小。当U_i＞U₀时，比较器输出高电平，打开控制门，时钟脉冲进入计数器。当U_i＜U₀时，比较器输出低电平，封闭控制门，计数器停止计数。

②方波发生器：产生一定频率的方波信号，作为控制门的时钟脉冲信号。

③控制门：控制时钟脉冲进入计数器的时间区间。当比较器输出高电平时，该门开启，时钟脉冲进入计数器，当比较器输出低电平时，该门关闭。

④计数器：被测信号的峰值打开控制门，使时钟脉冲进入计数器，输出数字量，供给译码显示电路显示峰值。计数器保持的数码反⒊被检测信号的峰值。

⑤D/A：计数器的数字量送入D/A转换器后，进行数模转换。D/A输出模拟量U₀和被测量V₁比较，由比较结果1或0决定计数器计数还是保持峰值。

综上所述，方案一和方案二都可以将峰值保持并以数字形式输出。方案一是对模进行采样/保持并锁存峰值的数字量，它可以采19集成采样/保持电路和大规模集成电路位A/D转换器。方案二是采19数字式峰值保持器，主要电路是计数器和D/A转换，随着输出的位数增多，需要的器件也跟着增多。比较两个方案可知，前者比后者电路简单，采19的器件先进，所19元器件少，且容易实现。因此，方案一可选作系统设计方案。