一种基于峰值跟随的PLCD传感器信号调理电路及其方法与流程

技术特征：

1.一种基于峰值跟随的PLCD传感器信号调理电路，其特征在于：包括正弦波发生器电路(1)、PLCD传感器(2)、前置处理电路(3)、鉴相电路(4)、峰值跟随电路(5)、输出处理电路(6)；其中，

所述正弦波发生器(1)的信号输出端分别与所述PLCD传感器(2)的信号输入端、所述鉴相电路(4)的第一输入端相连；

所述PLCD传感器(2)的信号输出端与前置处理电路(3)的信号输入端相连；

所述前置处理电路(3)的两个信号输出端分别与所述鉴相电路(4)的第二信号输入端、所述峰值跟随电路(5)的第一信号输入端相连；

所述鉴相电路(4)的第一信号输出端与所述峰值跟随电路(5)的第二信号输入端相连；所述鉴相电路(4)的第二信号输出端和所述峰值跟随电路(5)的信号输出端均分别与所述输出处理电路(6)的两个信号输入端相连。

2.根据权利要求1所述的基于峰值跟随的PLCD传感器信号调理电路，其特征在于：所述PLCD传感器(2)由磁芯、对称绕制在所述磁芯两端的激励线圈和均匀绕制在所述磁芯中间的感应线圈组成；所述正弦波的发生器电路(1)的输出信号输入到所述激励线圈中，产生交变磁场对所述感应线圈产生激励，所述感应线圈的输出信号连接到所述前置处理电路(3)中进行调理。

3.根据权利要求1所述的基于峰值跟随的PLCD传感器信号调理电路，其特征在于：所述前置处理电路(3)由低通滤波电路(7)、电压放大电路(8)、电压偏置电路(9)构成，所述低通滤波电路(7)的信号输出端分别与所述电压放大电路(8)、电压偏置电路(9)的信号输入端连接；

所述电压放大电路(8)的信号输出端连接所述鉴相电路(4)中的滞回比较器；所述电压偏置电路(9)的信号输出端连接所述峰值跟随电路(5)中的双通道检波电路(13、14)的输入端。

4.根据权利要求1所述的基于峰值跟随的PLCD传感器信号调理电路，其特征在于：所述的鉴相电路(4)由两个滞回比较器(10、11)和一个D触发器(12)构成，其中，所述两个滞回比较器(10、11)分别为一号滞回比较器(10)、二号滞回比较器(11)；所述D触发器(12)包括两个输入端，分别为D输入端和时钟输入端，还包括一个Q输出端，所述Q输出端即为所述鉴相电路(4)的第二信号输出端，与所述输出处理电路(6)的信号输入端连接；

所述正弦波发生器电路(1)的输出信号输入到所述一号滞回比较器(10)中，转换为激励线圈方波信号，再输入到所述D触发器(12)的D输入端；

所述前置处理电路(3)中的输出端之一的电压放大电路(8)的输出信号输入所述二号滞回比较器(11)，转换为感应线圈方波信号，一方面输入到所述D触发器(12)的时钟输入端，另一方面输入到所述峰值跟随电路(5)中的逻辑选通电路(15)中。

5.根据权利要求1所述的基于峰值跟随的PLCD传感器信号调理电路，其特征在于：所述峰值跟随电路(5)由双通道检波电路(13、14)、逻辑选通电路(15)、电磁开关(16)和二极管(17、18)构成；

其中，所述双通道检波电路(13、14)、逻辑选通电路(15)的信号输出端均与所述电磁开关(16)的信号输入端相连，所述电磁开关(16)的信号输出端与所述输出处理电路(6)的其中一个信号输入端相连；所述双通道检波电路(13、14)各自通过所述二极管(17、18)连接所述逻辑选通电路(15)；

所述前置处理电路(3)中的输出端之一的电压偏置电路(9)的输出信号输入到所述双通道检波电路(13、14)的信号输入端，即为所述峰值跟随电路(5)的第一信号输入端；所述双通道检波电路(13、14)的第一信号输出端为峰值电压输出端，连接所述的电磁开关(16)，第二信号输出端为保持电容充放电端，连接所述的逻辑选通电路(15)；

所述逻辑选通电路(15)由单稳态触发器(22)、双稳态触发器(23)和两个与门电路(24、25)构成；所述鉴相电路(4)中的输入端之一的二号滞回比较器(11)的输出信号输入到所述逻辑选通电路(15)的信号输入端，即为单稳态触发器(22)和双稳态触发器(23)的信号输入端，即为所述峰值跟随电路(5)的第二信号输入端；单稳态触发器(22)的Q输出端与双稳态触发器(23)的Q输出端连接与门电路(24)的信号输入端，单稳态触发器(22)的Q输出端与双稳态触发器(23)的输出端连接与门电路(25)的信号输入端，与门电路(24、25)的输出端即为逻辑选通电路的A、B输出端。

6.根据权利要求1所述的基于峰值跟随的PLCD传感器信号调理电路，其特征在于：所述的输出处理电路(6)由二号电压偏置电路(19)、反相比例运算电路(20)和二号电磁开关(21)依次连接构成，所述二号电压偏置电路(19)的输出信号分别输入到所述反相比例运算电路(20)和二号电磁开关(21)；

所述峰值跟随电路(5)的输出信号端与所述二号电压偏置电路(19)连接，所述鉴相电路(4)的第二信号输出端输入到所述二号电磁开关(21)。

7.一种基于峰值跟随的PLCD传感器信号调理电路的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)正弦波发生器(1)输出信号分别至鉴相电路(4)和PLCD传感器(2)；

2)PLCD传感器(2)的感应线圈输出信号经过前置处理电路(3)调理，具体为两种，一种为经前置处理电路(3)进行低通滤波和信号放大调理后的输出信号输入到鉴相电路(4)中的滞回比较器，另一种为经前置处理电路(3)进行低通滤波和加上正的偏置电压，输入到峰值跟随电路(5)中得到加了偏置值的峰值电压；

3)鉴相电路(4)根据接收到的正弦波发生器(1)和前置处理电路(3)的输出信号，判断PLCD传感器位移的正负；输出感应线圈方波信号到峰值跟随电路(5)，输出正负电压逻辑选通信号到输出处理电路(6)中；

4)峰值跟随电路(5)检测所接受信号的峰值电压，输出结果给输出处理电路(6)；

5)通过输出处理电路(6)得到表示位移大小和方向的电压信号。

8.根据权利要求7所述的基于峰值跟随的PLCD传感器信号调理电路的方法，其特征在于：所述步骤3)中鉴相电路(4)判断PLCD传感器位移的正负的具体方法为：当所述PLCD传感器(2)的激励线圈方波信号相位超前所述PLCD传感器(2)的感应线圈方波信号时，所述PLCD传感器(2)的D触发器(12)的Q输出端输出高电平，控制输出处理电路(6)选通正电压；当所述激励线圈方波信号相位滞后所述感应线圈方波信号时，所述D触发器(12)的Q输出端输出低电平，控制输出处理电路(6)选通负电压。

9.根据权利要求7所述的基于峰值跟随的PLCD传感器信号调理电路的方法，其特征在于：所述步骤4)中，所述峰值跟随电路(5)检测所接受信号的峰值电压的具体方法为：

4-1)所述峰值跟随电路(5)的两个输入信号在第一个周期内，双通道检波电路(13、14)跟随峰值电压，其中，

逻辑选通电路(15)的A输出端输出高电平，一号二极管(17)不导通，阻隔相应的二号检波电路(14)的电容放电；

逻辑选通电路(15)的B输出端输出低电平，二号二极管(18)导通，使相应的一号检波电路(13)的电容快速放电复位，重新检测新的峰值电压；

逻辑选通电路(15)的C输出端输出高电平，控制电磁开关(16)选通二号检波电路(13)输出电压；

4-2)在两个输入信号的下一个周期内，双通道检波电路(13、14)跟随峰值电压，其中，

逻辑选通电路(15)的A输出端输出高电平，一号二极管(17)导通，使相应的二号检波电路(14)的电容快速放电复位，重新检测新的峰值电压；

逻辑选通电路(15)的B输出端输出低电平，二号二极管(18)不导通，阻隔相应的一号检波电路(13)的电容放电；

逻辑选通电路(15)的C输出端输出高电平，控制电磁开关(16)选通二号检波电路(13)输出电压；

以此方式重复检测波峰电压，实现快速跟随。

10.根据权利要求7所述的基于峰值跟随的PLCD传感器信号调理电路的方法，其特征在于：所述步骤5)中输出处理电路(6)得到表示位移大小和方向的电压信号的具体方法为：

所述输出处理电路(6)的信号输入端设置二号电压偏置电路(19)，所述二号电压偏置电路(19)将正向偏置过的峰值电压加上大小相同的负偏置电压，还原真实峰值电压值，再通过反相比例运算电路(20)转换为大小相等、符号相反的峰值负电压，两者输入二号电磁开关(21)，由鉴相电路(4)实现正负电压的逻辑选通，输出表示PLCD传感器位移大小和方向的电压信号；

所述二号电压偏置电路(19)和所述步骤2)中所取得的加了偏置值的峰值电压即偏置电压值低于二极管(17、18)的正向导通压降，保证了二极管(17、18)工作时处在微导通的状态。