一种内置脉宽可调的脉冲采样保持电路

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，具体是一种内置脉宽可调的脉冲采样保持电路。

背景技术

脉冲采样保持电路一般都是由高速比较器、贮存电容、射随输出、外部触发脉冲电路、等元器件来构成，这种脉冲采样保持电路的脉宽是有外部触发采样脉冲的脉宽来决定，而且保持的脉宽高电平电压存在幅度下降的情况，就是高电平顶部不平顶。有的采样保持电路只采样峰值电压电平，后续幅值低的脉冲幅值不能采样保持等。例如《一种窄脉冲峰值采样保持电路》（公开号CN108809278A）的专利文件即是这种类型，其峰值检测模块控制脉宽多少，开关是模拟开关还是继电器都没有说明，专利没有毛刺消除电路，输出电压是不是脉冲形式没有说明，输入脉冲直接充电到C1时，如果输入峰值信号源有内阻，加上开关K1接触电阻和线损，使得C1上保持的电压比输入峰值电压偏低。输出电压有放大功能放大倍数固定，输入高电压或低电平时，输出电压数值偏离差较大，不能和峰值电压数值保持一致。《一种窄脉冲峰值采样保持电路及其控制方法》（公开号CN110460322A）的专利文件包括峰值信号采样保持部分、比较器控制部分、电容电压补偿部分、跟随输出部分和DSP信号控制处理部分，其峰值检测脉宽没有拓宽现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内置脉宽可调的脉冲采样保持电路，该保持电路的输出信号脉宽固定，且不需要外部输入取样脉冲频率信号，就能输出幅值保持的脉冲信号，另外输出脉冲幅值电压平顶不下降。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种内置脉宽可调的脉冲采样保持电路，包括射随器、脉冲幅值保持电路、射随输出电路、单稳态触发电路以及MOS管开关电路；

输入信号脉冲进入射随器的同相输入端，射随器的输出端分别连接脉冲幅值保持电路的输入端以及单稳态触发电路的触发端，脉冲幅值保持电路的输出端分别连接射随输出电路的同相输入端以及MOS管开关电路的漏极，单稳态触发电路的反向输出端连接MOS管开关电路的栅极，MOS管开关电路的源极接地；射随输出电路的输出端作为幅值保持脉冲输出。

进一步的，所述射随器包含运算放大器N1、电阻R3与电容C3，脉冲幅值保持电路包含二极管D1与电容C1，射随输出电路包含运算放大器N2与电阻R1，单稳态触发电路包含单稳态触发器U1、可调电阻RX、可调电容CX，MOS管开关电路包含MOS管Q1与电阻R4；

电阻R3和C3串联在输入脉冲端与GND之间，运算放大器N1的输出端连接二极管D1的阳极，运算放大器N1的反相输入端连接到二极管D1的阴极，输入脉冲端连接运算放大器N1的同相输入端；

二极管D1的阴极端连接电容C1的正端，运算放大器N2的同相输入端分别连接电容C1的正端以及MOS开关管Q1的漏极；电容C1的负端接地；

运算放大器N1的输出端还连接到单稳态触发器U1的上升沿触发端，单稳态触发器U1的C端与RC端之间连接可调电容CX，单稳态触发器U1的RC端和电源VCC之间连接可调电阻RX；

单稳态触发器U1的RESET端与下将沿触发端共同连接电源，单稳态触发器U1的反向输出端连接MOS管Q1的栅极；电阻R4连接于MOS管Q1的栅极与源极之间，MOS管Q1的源极接地。

电阻R1连接于运算放大器N2的反向输入端与输出端之间，运算放大器N2的输出端作为幅值保持脉冲输出。

本发明的有益效果是，通过单稳态触发电路来获取输入脉冲信号的上升沿，通过单稳态触发连接的可调电阻RX、可调电容CX控制保持电压的脉冲宽度，低漏电回路保证脉冲幅值采样保持输出脉冲高电平不衰减，不需要外加取样脉冲频率信号。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的电路原理框图；

图2是本发明的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种内置脉宽可调的脉冲采样保持电路，包括射随器1、脉冲幅值保持电路2、射随输出电路3、单稳态触发电路4以及MOS管开关电路5；

输入信号脉冲进入射随器的同相输入端，射随器的输出端分别连接脉冲幅值保持电路的输入端以及单稳态触发电路的触发端，脉冲幅值保持电路的输出端分别连接射随输出电路的同相输入端以及MOS管开关电路的漏极，单稳态触发电路的反向输出端连接MOS管开关电路的栅极，MOS管开关电路的源极接地；射随输出电路的输出端作为幅值保持脉冲输出。

结合图2所示，本实施例给出具体的电路图，射随器包含运算放大器N1、电阻R3与电容C3，脉冲幅值保持电路包含二极管D1与电容C1，射随输出电路包含运算放大器N2与电阻R1，单稳态触发电路包含单稳态触发器U1、可调电阻RX、可调电容CX，MOS管开关电路包含MOS管Q1与电阻R4。

电阻R3和C3串联在输入脉冲端与GND之间，运算放大器N1的输出端连接二极管D1的阳极，运算放大器N1的反相输入端连接到二极管D1的阴极，输入脉冲端连接运算放大器N1的同相输入端。

二极管D1的阴极端连接电容C1的正端，运算放大器N2的同相输入端分别连接电容C1的正端以及MOS开关管Q1的漏极；电容C1的负端接地。

运算放大器N1的输出端还连接到单稳态触发器U1的上升沿触发端，单稳态触发器U1的C端与RC端之间连接可调电容CX，单稳态触发器U1的RC端和电源VCC之间连接可调电阻RX。

单稳态触发器U1的RESET端与下将沿触发端共同连接电源，单稳态触发器U1的反向输出端连接MOS管Q1的栅极；电阻R4连接于MOS管Q1的栅极与源极之间，MOS管Q1的源极接地。

电阻R1连接于运算放大器N2的反向输入端与输出端之间，运算放大器N2的输出端作为幅值保持脉冲输出。

电阻R3和C3对输入信号脉冲起到消除输入脉冲的尖峰毛刺的作用，输入信号脉冲进入运算放大器N1，经二极管D1送到高稳定电容C1里,进行输入信号脉冲的电压幅值保持，最后经运算放大器N2输出C1保持的直流电压数值Vo。从运算放大器N1的输出端连接到单稳态触发器U1的上升沿触发输入端+TR，当输入信号脉冲的上升沿到来时，单稳态触发器U1的反相输出端就输出由可调电阻RX和可调电容CX充电时间决定脉宽的负脉冲，负脉冲控制MOS管Q1关断，保证电容C1上的保持电压数值不降低。MOS管Q1漏极连接储能电容C1的正端，等负脉冲结束后，单稳态触发器U1的反相输出端输出高电平，控制MOS管Q1开启，储能电容C1上电压快速放电到GND，运算放大器N2的Vo就输出低电平。Vo输出脉冲信号的宽度是由可调电阻RX和可调电容CX决定的，实现脉冲幅值采样保持功能，并且Vo输出脉冲信号保持宽度内置可调。电路工作条件：输出脉冲宽度要大于输入脉冲宽度；同时输出脉冲宽度小于输入脉冲周期。Vo输出脉冲宽度计算TW=（RX*CX）/2，其中CX≥10nF。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。