专利名称：信号电路时延检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及信号电路领域，特别是关于一类信号电路相时延检测系统。
背景技术：
时延是信号在给定媒体中行进所需的时间，由于时延具有色散性，即时延随电路信号频率的变化而变化，这使得一个系统或网络不能笼统地用一个时延术语或时延特性来描述。电路中的传输延迟一直是限制数字系统时钟频率提高的关键因素，目前以确保数字电路时间特性正确性为目标的时延测试是集成电路(简称IC)测试领域的热点问题。此外时延特性已成为现代电子工程的主要技术指标之一，时延特性影响着系统的信号传输失真和信号传输质量。从20世纪70年代以来，对时延检测理论、方法和性能等方面的研究从未停止过，但目前时延检测的研究存在一些问题，主要表现为:(I)仅仅是时延检测理论和技术得到深入研究和进一步发展，时延检测装置的研发却尚未成熟。(2)随着时延估计的广泛应用，时延估计方法需要更多的考虑各种实际因素，时延估计问题呈现出多样化，对时延估计方法提出了新的要求。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术中的不足，提供了一种低成本、实用、方便、测量精准的信号电路时延检测系统。本发明采用的技术方案是:由受第一微控制器MCUl控制的信号发生器产生一个被测电路所需要的频率的信号，信号分为相同的两路信号，一路信号直接作为CPLD (Complex Programmable Logic Devices,复杂可编程逻辑器件)时延检测单元信号的输入；另外一路经过被测设备后再作为CPLD时延检测单元信号的输入；CPLD采用双输入测量时差法计算两路不同信号的时差，并将时差值转换为时延值后送入第二微控制器MCU2进行分析处理；第二微控制器MCU2将信号电路的时延特性曲线图显示在TFT触摸屏上，并可通过SD卡存储图片，方便历史查询。一种信号电路时延检测系统，其特征在于:接收输入信息的键盘连接第一微控制器MCU1，第一微控制器MCUl控制信号发生器产生一个被测电路所需要的频率的信号，该信号分为两路，一路直接输入到第二比较器，另外一路经过被测信号电路后输入到第一比较器，经第一比较器、第二比较器输出的两路信号再输入到CPLD，CPLD的输出连接到第二微控制器MCU2，第二微控制器MCU2连接TFT触摸屏和用于存储信息的SD卡。所述第一微控制器MCUl与第二微控制器MCU2连接，相互通信。所述的信号发生器包括直接数字频率合成器(Direct Digital Synthesizer:DDS)> 数模转换器(Digital To Analog Conventer:DAC)、压控放大器(voltagecontrolled amplifier:VCA)、轨到轨放大器和信号幅度检测器，DDS、DAC连接VCA，信号从VCA输入到轨到轨放大器后输出正弦波，正弦信号输入到信号幅度检测器，信号幅度检测器连接所述第一微控制器MCUl。
所述DDS通过一缓冲器与所述第一微控制器MCUl连接。所述信号发生器的信号输出端经一跟随放大器连接至二阶巴特沃斯滤波器。所述第一微控制器MCUl经第二数模转换器TLV5638(U4)连接到反向放大器，反向放大器连接到压控放大器VCA ;所述二阶巴特沃斯滤波器输出的信号连接第二跟随放大器，第二跟随放大器连接至压控放大器VCA，压控放大器VCA连接至轨到轨放大器，所述轨到轨放大器输出正弦波信号V0UT。正弦波信号VOUT连接二极管整流电路和RMS-DC电路，二极管整流电路和RMS-DC电路分别连接到开关的I和2引脚，开关的3引脚连接到ADC，ADC连接到所述第一微控制器MCU1，第一微控制器MCUl连接开关的4引脚，控制开关的导通回路，所述第一微控制器MCUl同时连接到所述DAC，DAC连接到所述压控放大器VCA，控制正弦波信号VOUT的幅度。所述第一控制器MCUl的一引脚端连接一 MOS管的栅极，MOS管的漏极连接+5V电压，源极连接高频继电器的第10引脚，所述高频继电器的第10引脚同时连接二极管的阴极，二极管的阳极连接高频继·电器的第I引脚，高频继电器的第2引脚连接到正弦波信号V0UT，高频继电器的第3引脚输出最终信号S0UT。本发明的有益效果是:1、信号的宽带测量:在CPLD时延检测单元中，对被测信号电路采用双输入时差测量法，从而可以保证宽带信号的测量。2、测量信号频率可调:DDS信号发生器产生的信号频率和幅度可调，幅度最大可达8V，频率在O IOMHz范围内可调且步进可达1Hz。不同频率的信号可以满足不同测量要求，可测量不同信号单元电路(例如滤波器等)的信号时延特性。3、时延检测精确:利用CPLD的高速高性能特性，根据CPLD构成的高速计数器的最大计数位数Dmax、外部时钟的周期T。和最大时延值Idmax三者之间的方程DmaxXTftdmax,取最大时延值tdmax=650us，最大计数位数Dmax为16bit，根据CPLD的时钟频率f。的表达式
权利要求
1.一种信号电路时延检测系统，其特征在于:接收输入信息的键盘连接第一微控制器，第一微控制器控制信号发生器产生一个被测电路所需要的频率的信号，该信号分为两路，一路直接输入到第二比较器，另外一路经过被测信号电路后输入到第一比较器，经第一比较器、第二比较器输出的两路信号再输入到CPLD，CPLD的输出连接到第二微控制器，第二微控制器连接TFT触摸屏和用于存储信息的SD卡。
2.根据权利要求1所述的信号电路时延检测系统，其特征在于:所述第一微控制器与第二微控制器连接，相互通信。
3.根据权利要求1所述的信号电路时延检测系统，其特征在于:所述的信号发生器包括DDS、DAC、压控放大器、轨到轨放大器和信号幅度检测器，DDS、DAC连接压控放大器，信号从压控放大器输入到轨到轨放大器后输出正弦波，正弦信号输入到信号幅度检测器，信号幅度检测器连接所述第一微控制器。
4.根据权利要求3所述的信号电路时延检测系统，其特征在于:所述DDS通过一缓冲器与所述第一微控制器连接。
5.根据权利要求4所述的信号电路时延检测系统，其特征在于:所述DDS的信号输出端经一跟随放大器连接至二阶巴特沃斯滤波器。
6.根据权利要求5所述的信号电路时延检测系统，其特征在于:所述第一微控制器经第二数模转换器连接到反向放大器，反向放大器连接到压控放大器；所述二阶巴特沃斯滤波器输出的信号连接第二跟随放大器，第二跟随放大器连接至压控放大器，压控放大器连接至轨到轨放大器，所述轨到轨放大器输出正弦波信号VOUT。
7.根据权利要求6所述的信号电路时延检测系统，其特征在于:正弦波信号VOUT连接二极管整流电路和RMS-DC转换电路，二极管整流电路和RMS-DC转换电路分别连接到开关的I和2引脚，开关的3引脚连接到ADC，ADC连接到所述第一微控制器，第一微控制器连接开关的4引脚，控制开关的导通回路，所述第一微控制器同时连接到所述DAC，DAC连接到所述压控放大器，控制正弦波信号VOUT的幅度。
8.根据权利要求6所述的信号电路时延检测系统，其特征在于:所述第一微控制器的一引脚端连接一MOS管的栅极，MOS管的漏极连接+5V电压，源极连接高频继电器的第10引脚，所述高频继电器的第10引脚同时连接二极管的阴极，二极管的阳极连接高频继电器的第I引脚，高频继电器的第2引脚连接到正弦波信号V0UT，高频继电器的第3引脚输出最终信号SOUT。
9.根据权利要求1所述的信号电路时延检测系统，其特征在于:所述CPLD内进行时延检测的步骤为: 在CPLD时延检测程序中采用双输入时差测量法，当一路信号的上升沿先到达CPLD时，触发CPLD开始计数，当另外一路信号到达CPLD时截止计数，得到计数值D，再通过被测信号电路的时延td的表达式td =D/f0 μs将计数值转换为时延值，其中，f0为CPLD的时钟频 率。
全文摘要
本发明公开了一种信号电路时延检测系统，第一微控制器控制信号发生器产生两路信号，一路信号直接输入到第二比较器，另外一路经过被测信号电路后输入到第一比较器，经两个比较器输出的两路信号再输入到CPLD，CPLD的输出连接到第二微控制器，第二微控制器MCU2连接TFT触摸屏和用于存储信息的SD卡。在CPLD时延检测单元中，对被测信号电路采用双输入时差测量法，从而可以保证宽带信号的测量。信号发生器产生的信号频率和幅度可调。不同频率的信号可以满足不同测量要求，可测量不同信号单元电路的信号时延特性。本发明可测量一定频率范围的不同信号电路的时延特性曲线，并可将其存储到SD卡中，方便历史查询。
文档编号G01R31/317GK103163449SQ20131011055
公开日2013年6月19日 申请日期2013年4月1日 优先权日2013年4月1日
发明者唐莹莹, 陈秉岩, 刘文婷, 周妍, 朱晖, 周娟, 殷澄, 朱昌平, 高远, 单鸣雷 申请人:河海大学常州校区