一种激光脉冲信号的峰值保持电路的制作方法

本实用新型属于脉冲信号处理领域，具体涉及一种激光脉冲信号的峰值保持电路，用于激光制导系统中光电信号的处理与控制。

背景技术：

在激光制导系统中，通常采用四象限光电探测器探测目标方位。当目标发生偏移时，由于象限间辐射通量的变化，引起各个象限输出的光电流变化，四象限探测器输出的电流脉冲信号也会有相应的变化，电流脉冲信号经过一系列处理后会得到目标角度解算值。所以，光电信号的处理至关重要，直接影响到制导系统的制导精度。

一般情况下，四象限光电探测器输出电流脉冲信号后，为了便于后级处理首先要进行I/V转换，将电流脉冲信号变成电压脉冲信号。电压脉冲信号经过缓冲放大后，一方面，四路电压脉冲信号直接送入同步采样A/D转换器进行单次采样，用于目标角度值解算；另一方面，四路电压脉冲信号进行求和比较和整形，产生同步触发信号送入DSP外部中断，用于A/D采样控制以及码型识别。

但是，对于随动激光制导系统，光学系统安装在一个由伺服电机、旋转变压器以及两自由度框架组成的伺服平台上，由于伺服电机及其驱动器的存在，导致电路中存在不可消除的固有开关噪声。特别是在激光脉冲信号处理电路中，开关噪声的存在严重影响到电压脉冲信号的单次采样，也就影响导引头测量目标方位或俯仰角度的稳定性与精确性，从而影响制导精确性。

技术实现要素：
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本实用新型的目的是提供一种激光脉冲信号的峰值保持电路，能够，以克服背景技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种激光脉冲信号的峰值保持电路，包括用于接收电压脉冲信号Vin的跨阻放大器D，跨阻放大器D输出电压Vout的输出端用于连接采样电路，跨阻放大器D对电压脉冲信号Vin和输出电压Vout之间的压差进行放大，跨阻放大器D输出的电流通过二极管Z对保持电容C4进行充电。

较佳地，二极管Z的阳极和阴极分别连接跨阻放大器D的电流输出端C和缓冲输入端IN。

较佳地，二极管Z的阳极通过电阻R3连接供电电源负极端。

较佳地，二极管Z的阴极还通过保持时间控制电路连接控制器，保持时间控制电路包括高速开关管Q和保持电容C4，二极管Z的阴极连接保持电容C4的一端，保持电容C4的另一端接地；高速开关管Q的集电极通过电阻R4连接保持电容C4，高速开关管Q的基极通过电阻R5连接控制器，高速开关管Q的发射极接地，高速开关管的基极和发射极之间还设有电阻R6。

较佳地，跨阻放大器的信号接收端B用于接收电压脉冲信号Vin，信号接收端B连接有高通滤波电路。

较佳地，高通滤波电路包括电容C3和电阻R1。

较佳地，跨阻放大器D的电压输出端OUT用于输出电压信号Vout，电压输出端OUT与反向输入端E连接形成反馈回路。

较佳地，跨阻放大器D的静态电流调整端IQAdj通过带宽控制电路连接供电电源负极端，带宽控制电路包括带宽配置电阻R2。

较佳地，二极管Z为肖特二极管，肖特二极管的型号包括BAR18。

较佳地，跨阻放大器D的型号为OPA860ID。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用分立元件实现的峰值保持电路，电压脉冲信号处理电路中加入峰值保持电路，对电压脉冲信号峰值进行展宽，调整电路参数，使展宽时间延迟到数十us，供后级采样电路采样，从而提高制导精确性。本实用新型的保持时间控制电路控制电压脉冲峰值保持时间，可通过增大保持电容C4电容值增加峰值保持时长。接收电压脉冲信号Vin时通过高通滤波电路进行滤波，并可通过带宽配置电阻R2的电阻值调节带宽。本实用新型相比于传统集成的峰值保持模块，本实用新型电路控制更加灵活，成本也更低。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电路结构示意图，

图2为本实用新型实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。

本实用新型采用跨导型峰值保持电路设计，主要由跨阻放大器D、肖特基二极管Z、低ESR的保持电容C4以及高速开关管Q等元件组成。跨阻放大器D将电压输入变为电流输出，为电容器充电，当电容电压达到峰值时，电流已趋于零，从而达到峰值保持功能。

基本原理为跨阻放大器D对输入电压Vin和输出电压Vout之间的电压差进行放大，其输出为电流信号。若Vout小于Vin，则跨阻放大器输出的电流信号通过二极管Z对电容C充电，若Vout大于Vin，二极管不导通，电容C上的电压维持不变。它将电压输入变为电流输出，当电容电压达到峰值时，电流已趋于零，所以基本无过冲。

一种激光脉冲信号的峰值保持电路，包括用于接收电压脉冲信号Vin的跨阻放大器D，所述跨阻放大器D输出电压Vout的输出端用于连接采样电路，跨阻放大器D对电压脉冲信号Vin和输出电压Vout之间的压差进行放大，跨阻放大器D输出的电流通过二极管Z对保持电容C4进行充电。本实施例的二极管D为肖特二极管，具体型号为BAR18肖特二极管。

二极管Z的阳极和阴极分别连接跨阻放大器D的电流输出端C和其缓冲输入端IN，二极管Z的阴极连接保持电容C4的一端，保持电容C4的另一端接地。二极管Z的阳极通过电阻R3连接-5V供电电源负极端。

二极管Z的阴极还通过保持时间控制电路连接控制器，保持时间控制电路包括高速开关管Q和保持电容C4，二极管Z的阴极连接所述保持电容C4的一端，保持电容C4的另一端接地；高速开关管Q的集电极通过电阻R4连接保持电容C4，高速开关管Q的基极通过电阻R5连接控制器，高速开关管Q的发射极接地，高速开关管的基极和发射极之间还设有电阻R6。跨阻放大器的信号接收端B用于接收电压脉冲信号Vin，信号接收端B连接有高通滤波电路。高通滤波电路包括电容C3和电阻R1。

跨阻放大器D的电压输出端OUT用于输出电压信号Vout，电压输出端OUT与反向输入端E连接形成反馈回路。

跨阻放大器D的静态电流调整端IQAdj通过带宽控制电路连接-5V供电电源负极端。带宽控制电路包括带宽配置电阻R2。

跨阻放大器D的连接于-5V供电电源负极输入端的引脚V-还连接有电容C2，跨阻放大器D的连接于+5V供电电源正极输入端的引脚V+还连接有电容C1。电容C1和电容C2的电容值为0.01uF。

本实用新型在工作中，电压脉冲信号Vin经过电容C3与电阻R1高通滤波隔之后送入跨阻放大器D，跨阻放大器D对输入的电压脉冲信号Vin和输出电压Vout之间的电压差进行放大，其输出为电流信号，为保持电容C4充电。当Vout小于Vin，则跨阻放大器D输出的电流信号通过肖特基二极管Z对保持电容C4充电，若Vout大于Vin，肖特基二极管Z不导通，保持电容C4上的电压维持不变，即实现电压脉冲峰值保持功能。

电压脉冲峰值保持时间通过保持电容C4和高速开关管Q来控制，增大保持电容容值，利于增加峰值保持时长，但因电压脉冲充电时间较短又难以达到原有的峰值高度，峰值存在一定的降落；相反，降低保持电容容值，利于峰值保持的精度，但会降低保持时长；因此需要选取合适的保持电容容值。

高速开关管Q的功能是精确控制峰值保持时间并实现峰值快速放电。电压脉冲信号Vin到来时刻会产生同步触发脉冲送入DSP控制器，DSP控制器通过定时器定时输出一个Discharge控制信号来控制峰值保持时间，当Discharge为高电平时，高速开关管Q导通，保持电容C4通过R4放电，保证在下一个电压脉冲周期到来之前峰值能够放电完成。

本实用新型的主要元器件选型有一定的要求，特别是肖特基二极管、保持电容以及高速开关管，都要求反向漏电流尽可能的小。跨阻放大器D选择TI公司的OPA860ID，其带宽在350MHz以上，跨导为95mA/V，且自带缓冲放大器；高速肖特基二极管Z选择ST公司的BAR18，其响应速度最大为100ps，反向漏电流最大为200nA，正向压降最大为0.41V，反向击穿电压高达70V；保持电容选择低ESR、反向漏电流较低的瓷片电容器；高速开关管Q选择873厂的BT2222，其导通时间为35ns。

本实用新型采用分立元件实现的峰值保持电路，电压脉冲信号处理电路中加入峰值保持电路，对电压脉冲信号峰值进行展宽，调整电路参数，使展宽时间延迟到数十us，送入A/D转换器进行采样，可使得在一个激光脉冲周期内实现连续采样数个点，再通过处理器对采样得到的数据进行均值滤波算法处理，能够使导引头测量目标方位或俯仰角度的稳定性与精确性得到很大改善，从而提高制导精确性。相比于国产集成的峰值保持模块，该电路控制更加灵活，成本也较低。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。本说明书中未作详细描述的部分属于本领域专业技术人员公知的现有技术。