一种用于采集数字信号阈值电压可调的电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电子领域，具体涉及一种用于采集数字信号阈值电压可调的电路。
【背景技术】
[0002] 数字信号采样电路广泛应用于各种电子设备中，尤其是数据采集设计及电子测量 仪器中。逻辑分析、电流检测仪等设备中直接使用数字信号采样电路进行数据的采集，然后 对数据进行处理，示波器等模拟信号测量仪器通过前端的模数转换模块把模拟信号转换为 数字信号后再经过数字信号采样电路进行数据采集、处理。
[0003] 现有的逻辑分析仪和示波器中采用的数字信号采样电路有两种，第一种是采用固 定阈值的电路，需要采集的数字信号（即预处理电路1输入端的数字信号4)经过预处理电 路1处理，消除杂波后（即预处理电路预处理后的数字信号5)传递给固定阈值的采样电 路2进行采样，如图1所示，需要采集的数字信号经过预处理电路1滤除杂波后，传递给采 样电路2,采样电路2是阈值固定的采样电路。第二种为了扩大采样电路采样信号的电压 范围，提高采样电路采样信号的精确度，增加了比较电路3,如图2所示，数字信号经过预处 理电路1后，再经过比较电路3进行处理，经过比较电路3处理后的信号才传递给采样电路 2。这里比较电路3的比较电压通过信号控制，可以根据输入数字信号的电平进行调整，以 适应不同电压的输入信号。
[0004] 第一种采用预处理电路加固定阈值的电路的方案，电路简单，成本较低，主要用在 一些低端逻辑分析仪及低端数据采集系统中，因为阈值不可调整，所以这种采样电路能够 采样的信号电压范围比较受限，对测量信号的电压要求比较严格，测量的电压范围比较小。 第二种采样电路主要用在高端逻辑分析仪及一些高复杂度的数据采集设备中，改进了第一 种采样电路测量的信号电压范围小的问题，每路输入信号上都增加一个比较电路，通过更 改比较电路的比较电压可以增加能够采样的信号电压范围，但是这种方案设计复杂，而且 因为每路输入信号都需要增加一个单独的比较电路，独立的高速比较器具有较高的成本， 使得系统整体成本大幅提高。
【发明内容】
[0005] 为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了采样精度高且成本低的一种用 于采集数字信号阈值电压可调的电路。
[0006] 本发明所采用的技术方案为：
[0007] -种用于采集数字信号阈值电压可调的电路，其包括相互连接的预处理电路和采 样电路，所述预处理电路用于将从其输入端输入的数字信号进行预处理，并通过其输出端 将预处理后的数字信号传递至所述采样电路；所述采样电路接收所述预处理电路输出端传 递的预处理后的数字信号，并对预处理后的数字信号进行采样；所述采样电路为带有差分 输入结构的I/O端口的可编程控制器；所述带有差分输入结构的I/O端口上输入有对比电 压。所述可编程控制器包括FPGA，CPLD，DSP和CPU等。
[0008] 所述差分输入结构的I/O端口为具有差分输入结构的单端接口或具有差分输入 结构的差分接口。具有差分输入结构的单端接口如HSTL、SSTL等；具有差分输入结构的差 分接口如LVDS、LVPECL等。
[0009] 所述差分输入结构的I/O端口的其中一个差分输入端连接有输出电压可调电路， 所述对比电压由所述输出电压可调电路提供。
[0010] 所述输出电压可调电路为数字电位器、数模转换芯片和基于PWM的数模转换电路 中一种。
[0011] 所述输出电压可调电路的输入信号采用单根信号线以及具有读写时序要求的并 行总线或者串行总线中的一种方式进行传输。
[0012] 所述预处理电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、电容、第一二极管和第二二 极管，所述第三电阻和与所述电容串联后，并联到所述第一电阻的两端，所述第二电阻的输 入端与所述第一电阻的输出端连接，所述第二电阻的另一端接地，所述第一二极管并联到 所述第二电阻的两端，所述第二二极管的一端与电源连接，所述第二二极管的另一端与所 述第一电阻的输出端连接。
[0013] 所述第一二极管和第二二极管均为钳位二极管。
[0014] 所述预处理电路将从其输入端输入的数字信号进行预处理包括滤除所述数字信 号的杂波。
[0015] 本发明的有益效果为：
[0016] 1、和现有技术中第一种是采用固定阈值的采样电路的方案相比，本发明提高了采 样精度，由于阈值电压连续可调，可以测量不同电压标准的数字信号。
[0017] 2、和现有技术中第二种为了扩大采样电路采样信号的电压范围，增加了比较电路 的方案相比，本发明大大降低了电路成本，节省PCB板的面积。
[0018] 3、本发明的预处理电路，相比现有技术中的预处理电路，增加了第一电阻Rl和第 二电阻R2的分压电路，增加了钳位二极管。其中增加的第一电阻Rl和第二电阻R2能够对 输入的数字信号的电压进行比例缩小，使之更适合采样电路采集，增加的钳位二极管能够 有效保护后面的采样电路，防止因为外部信号电压过高或者静电等原因击穿采样电路的1/ 0端口。
【附图说明】
[0019] 图1是现有技术中第一种采样电路的示意图；
[0020] 图2是现有技术中第二种采样电路的示意图；
[0021] 图3是本发明一种用于采集数字信号阈值电压可调的电路中差分输入结构的I/O 端口的其中一个差分输入端连接有输出电压可调电路的示意图；
[0022] 图4是本发明一种用于采集数字信号阈值电压可调的电路中差分输入结构的1/ 〇端口的其中一个差分输入端连接有外部输入信号的示意图；
[0023] 图5是本发明一种用于采集数字信号阈值电压可调的电路中预处理电路的示意 图。
[0024]图中：1、预处理电路；2、采样电路；3、比较电路；4、预处理电路输入端的数字信 号；5、预处理电路预处理后的数字信号；6、输出电压可调电路；7、对比电压；8、外部输入信 号。
【具体实施方式】
[0025] 实施例1
[0026] 如图3所示，本发明提供了一种用于采集数字信号阈值电压可调的电路，其包括 相互连接的预处理电路1和采样电路2,所述预处理电路1用于将从其输入端输入的数字 信号4进行预处理，并通过其输出端将预处理后的数字信号5传递至所述采样电路2 ;其中 预处理包括滤除所述数字信号的杂波。所述采样电路2接收所述预处理电路1输出端传递 的预处理后的数字信号5,并对预处理后的数字信号5进行采样；所述采样电路2为带有差 分输入结构的I/O端口的FPGA芯片，所述FPGA芯片还可以换成CPLD芯片、DSP芯片或CPU 等。所述带有差分输入结构的I/O端口上输入有对比电压。所述差分输入结构的I/O端口 为具有