一种双路脉冲信号比较检测电路的制作方法

本发明涉及信号比较检测领域，特别是涉及一种双路脉冲信号比较检测电路。

背景技术：

目前，在包含多条信号线路的电路中，每条信号线路上都会因各种噪声或者外部环境而产生随机脉冲信号，直接影响到后级元件的信号检测判定。但是，脉冲信号问题很容易被忽略，尤其是对于差分信号线上的脉冲信号，因为差分信号线的两条信号线路上的信号差值作为后级元件的检测信号，通常认为两条信号线路上的信号作差可大致抵消掉两条信号线路上的脉冲信号，但不同信号线路上的脉冲信号各式各样，不仅信号大小不固定，而且信号有正有负，根本无法直接判定出两条信号线路上脉冲信号的抵消情况，从而无法为后期电路设计改进提供参考依据。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种双路脉冲信号比较检测电路，可求取两条信号线路上的脉冲差值能量，并根据脉冲差值能量确定两条信号线路上脉冲信号的实际抵消情况，以为后期电路设计改进提供参考依据。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种双路脉冲信号比较检测电路，包括：

脉冲采集电路，用于分别采集两条信号线路上的脉冲信号，得到第一脉冲信号和第二脉冲信号；

脉冲比较电路，用于将所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号进行比较，得到二者的电压差值的绝对值；

能量运算电路，用于根据所述电压差值的绝对值运算得到脉冲差值能量，以基于所述脉冲差值能量确定两脉冲信号的实际抵消情况。

优选地，所述脉冲采集电路包括第一电容、第二电容、第一电阻及第二电阻；其中：

所述第一电容的第一端与一条信号线路的脉冲信号检测点连接，所述第一电容的第二端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述脉冲比较电路连接，所述第二电容的第一端与另一条信号线路的脉冲信号检测点连接，所述第二电容的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述脉冲比较电路连接。

优选地，所述脉冲比较电路包括：

分别与所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第二端连接的差值求取电路，用于将所述第一脉冲信号减去所述第二脉冲信号，得到二者的电压差值；

与所述差值求取电路的输出端连接的绝对值求取电路，用于将所述电压差值进行绝对值处理，得到所述电压差值的绝对值。

优选地，所述差值求取电路包括第三电阻、第四电阻、第三电容及第一运算放大器；其中：

所述第三电阻的第一端分别与所述第一电阻的第二端和所述第一运算放大器的正向输入端连接，所述第三电阻的第二端与所述第三电容的第一端连接，所述第三电容的第二端接地，所述第一运算放大器的反向输入端分别与所述第二电阻的第二端和所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第一运算放大器的输出端连接且公共端作为所述差值求取电路的输出端；其中，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻及所述第四电阻的阻值相等。

优选地，所述差值求取电路还包括第五电阻、第六电阻、第七电阻及第四电容；其中：

所述第五电阻的第一端接入直流电源，所述第五电阻的第二端分别与所述第六电阻的第一端、第三电容的第一端及所述第三电阻的第二端连接，所述第六电阻的第二端接地，所述第七电阻的第一端分别与所述第一运算放大器的输出端和所述第四电阻的第二端连接，所述第七电阻的第二端与所述第四电容的第一端连接，所述第四电容的第二端作为所述差值求取电路的输出端；其中，所述第三电阻的阻值＞所述第六电阻的阻值。

优选地，所述绝对值求取电路包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第二运算放大器、第三运算放大器、第一开关及第二开关；其中：

所述第八电阻的第一端分别与所述差值求取电路的输出端和所述第十电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端分别与所述第九电阻的第一端、所述第二开关的第一端及所述第二运算放大器的反向输入端连接，所述第二运算放大器的正向输入端接地，所述第二运算放大器的输出端分别与所述第二开关的第二端和所述第一开关的第一端连接，所述第一开关的第二端分别与所述第九电阻的第二端和所述第十一电阻的第一端连接，所述第十一电阻的第二端分别与所述第十电阻的第二端、第十二电阻的第一端及所述第三运算放大器的反向输入端连接，所述第三运算放大器的正向输入端接地，所述第三运算放大器的输出端分别与所述第十二电阻的第二端和所述能量运算电路的输入端连接；

其中，所述第八电阻、所述第九电阻及所述第十一电阻的阻值相等，且所述第十电阻和所述第十二电阻的阻值均等于所述第八电阻的阻值的2倍；在所述电压差值为正值时，所述第一开关导通、所述第二开关截止；在所述电压差值为负值时，所述第一开关截止、所述第二开关导通。

优选地，所述绝对值求取电路还包括第五电容；其中：

所述第五电容的第一端分别与所述第十一电阻的第二端、所述第十电阻的第二端、第十二电阻的第一端及所述第三运算放大器的反向输入端连接，所述第五电容的第二端分别与所述第三运算放大器的输出端、所述第十二电阻的第二端及所述能量运算电路的输入端连接。

优选地，所述第一开关具体为：

阴极作为所述第一开关的第一端、阳极作为所述第一开关的第二端的第一二极管；

所述第二开关具体为：

阴极作为所述第二开关的第一端、阳极作为所述第二开关的第二端的第二二极管。

优选地，所述第二运算放大器具体为高压摆率运算放大器。

本发明提供了一种双路脉冲信号比较检测电路，包括脉冲采集电路、脉冲比较电路及能量运算电路。脉冲采集电路分别采集两条信号线路上的脉冲信号，得到第一脉冲信号和第二脉冲信号；脉冲比较电路将第一脉冲信号和第二脉冲信号进行比较，得到二者的电压差值的绝对值；能量运算电路根据电压差值的绝对值运算得到脉冲差值能量，以基于脉冲差值能量确定两脉冲信号的实际抵消情况。可见，本申请可求取两条信号线路上的脉冲差值能量，并根据脉冲差值能量确定两条信号线路上脉冲信号的实际抵消情况，以为后期电路设计改进提供参考依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种双路脉冲信号比较检测电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种双路脉冲信号比较检测电路的具体结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种双路脉冲信号比较检测电路，可求取两条信号线路上的脉冲差值能量，并根据脉冲差值能量确定两条信号线路上脉冲信号的实际抵消情况，以为后期电路设计改进提供参考依据。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种双路脉冲信号比较检测电路的结构示意图。

该双路脉冲信号比较检测电路包括：

脉冲采集电路1，用于分别采集两条信号线路上的脉冲信号，得到第一脉冲信号和第二脉冲信号；

脉冲比较电路2，用于将第一脉冲信号和第二脉冲信号进行比较，得到二者的电压差值的绝对值；

能量运算电路3，用于根据电压差值的绝对值运算得到脉冲差值能量，以基于脉冲差值能量确定两脉冲信号的实际抵消情况。

具体地，本申请的双路脉冲信号比较检测电路包括脉冲采集电路1、脉冲比较电路2及能量运算电路3，其工作原理为：

脉冲采集电路1分别采集两条信号线路上的脉冲信号，得到第一脉冲信号和第二脉冲信号，并将第一脉冲信号和第二脉冲信号输出至脉冲比较电路2。脉冲比较电路2将第一脉冲信号和第二脉冲信号进行比较，具体是将第一脉冲信号和第二脉冲信号进行作差，得到二者的电压差值。

与此同时，考虑到第一脉冲信号和第二脉冲信号的电压值有正有负，二者比较后会出现包含正值部分的能量和负值部分的能量，能量的大小可反映第一脉冲信号和第二脉冲信号的实际抵消情况，而能量的大小与电压绝对值的大小有一定对应关系，所以为了后续获取反映两脉冲信号的实际抵消情况的能量，脉冲比较电路2还求取第一脉冲信号和第二脉冲信号的电压差值的绝对值，并将二者电压差值的绝对值输出至能量运算电路3，以由能量运算电路3将两脉冲信号的电压差值的绝对值代入预设电压能量对应关系，从而运算得到脉冲差值能量。

本发明提供了一种双路脉冲信号比较检测电路，包括脉冲采集电路、脉冲比较电路及能量运算电路。脉冲采集电路分别采集两条信号线路上的脉冲信号，得到第一脉冲信号和第二脉冲信号；脉冲比较电路将第一脉冲信号和第二脉冲信号进行比较，得到二者的电压差值的绝对值；能量运算电路根据电压差值的绝对值运算得到脉冲差值能量，以基于脉冲差值能量确定两脉冲信号的实际抵消情况。可见，本申请可求取两条信号线路上的脉冲差值能量，并根据脉冲差值能量确定两条信号线路上脉冲信号的实际抵消情况，以为后期电路设计改进提供参考依据。

在上述实施例的基础上：

请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种双路脉冲信号比较检测电路的具体结构示意图。

作为一种可选的实施例，脉冲采集电路1包括第一电容c1、第二电容c2、第一电阻r1及第二电阻r2；其中：

第一电容c1的第一端与一条信号线路的脉冲信号检测点连接，第一电容c1的第二端与第一电阻r1的第一端连接，第一电阻r1的第二端与脉冲比较电路2连接，第二电容c2的第一端与另一条信号线路的脉冲信号检测点连接，第二电容c2的第二端与第二电阻r2的第一端连接，第二电阻r2的第二端与脉冲比较电路2连接。

具体地，本申请的脉冲采集电路1包括第一电容c1、第二电容c2、第一电阻r1及第二电阻r2，其工作原理为：

如图2所示，u1和u2分别为电路中两条信号线路上的随机脉冲信号。考虑到两条信号线路上的随机脉冲信号属于交流信号，而电容有隔直通交的作用，所以本申请利用第一电容c1将第一脉冲信号u1输出至后续电路；同理利用第二电容c2将第二脉冲信号u2输出至后续电路。

此外，为了保护后续电路，本申请在第一电容c1的后侧设置起限流作用的第一电阻r1，同理在第二电容c2的后侧设置起限流作用的第二电阻r2。

作为一种可选的实施例，脉冲比较电路2包括：

分别与第一电阻r1的第二端和第二电阻r2的第二端连接的差值求取电路，用于将第一脉冲信号减去第二脉冲信号，得到二者的电压差值；

与差值求取电路的输出端连接的绝对值求取电路，用于将电压差值进行绝对值处理，得到电压差值的绝对值。

具体地，本申请的脉冲比较电路2包括差值求取电路和绝对值求取电路，其工作原理为：

在求取两脉冲信号的电压差值的绝对值时，首先由差值求取电路将第一脉冲信号减去第二脉冲信号，得到二者的电压差值，并将二者的电压差值输出至绝对值求取电路；然后由绝对值求取电路将两脉冲信号的电压差值进行绝对值处理，得到二者电压差值的绝对值。

作为一种可选的实施例，差值求取电路包括第三电阻r3、第四电阻r4、第三电容c3及第一运算放大器u1；其中：

第三电阻r3的第一端分别与第一电阻r1的第二端和第一运算放大器u1的正向输入端连接，第三电阻r3的第二端与第三电容c3的第一端连接，第三电容c3的第二端接地，第一运算放大器u1的反向输入端分别与第二电阻r2的第二端和第四电阻r4的第一端连接，第四电阻r4的第二端与第一运算放大器u1的输出端连接且公共端作为差值求取电路的输出端；其中，第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3及第四电阻r4的阻值相等。

具体地，本申请的差值求取电路包括第三电阻r3、第四电阻r4、第三电容c3及第一运算放大器u1，其工作原理为：

第一运算放大器u1为负反馈电路，具有虚短、虚断的特性，虚短即第一运算放大器u1的正向输入端和反向输入端的电压相等，虚断即第一运算放大器u1的正向输入端和反向输入端的电流为0。基于r1＝r2＝r3＝r4，则通过运放负反馈得第一运算放大器u1的输出＝第一脉冲信号u1-第二脉冲信号u2。

作为一种可选的实施例，差值求取电路还包括第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7及第四电容c4；其中：

第五电阻r5的第一端接入直流电源，第五电阻r5的第二端分别与第六电阻r6的第一端、第三电容c3的第一端及第三电阻r3的第二端连接，第六电阻r6的第二端接地，第七电阻r7的第一端分别与第一运算放大器u1的输出端和第四电阻r4的第二端连接，第七电阻r7的第二端与第四电容c4的第一端连接，第四电容c4的第二端作为差值求取电路的输出端；其中，第三电阻r3的阻值＞第六电阻r6的阻值。

进一步地，本申请的差值求取电路还包括第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7及第四电容c4，其工作原理为：

考虑到第一运算放大器u1的输入电压有一定安全范围(正值)，若第一运算放大器u1的输入电压不在其对应的安全范围内，则会影响第一运算放大器u1的安全性，缩短其使用寿命；同时考虑到信号线路上的随机脉冲信号的电压值有负值，不满足第一运算放大器u1的输入电压安全范围，所以本申请在第一运算放大器u1的正向输入端侧增设由第五电阻r5和第六电阻r6组成的分压电路，以为第一运算放大器u1的正向输入端提供正的偏置基准电压，与第一脉冲信号u1累加，从而保证第一运算放大器u1的输入端为正值。

如图2所示，基于第一运算放大器u1虚短、虚断的特性可知，u3＝u4，基于r1＝r2＝r3＝r4，设r5＝r6，则u5＝u1-u2+vcc。

相应的，本申请还在第一运算放大器u1的输出端增设第七电阻r7和第四电容c4，其中，第七电阻r7起到限流作用；第四电容c4起到隔直通交作用，目的是除去第一运算放大器u1输出的偏置基准电压，使得v1＝u1-u2。

作为一种可选的实施例，绝对值求取电路包括第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第二运算放大器u2、第三运算放大器u3、第一开关d1及第二开关d2；其中：

第八电阻r8的第一端分别与差值求取电路的输出端和第十电阻r10的第一端连接，第八电阻r8的第二端分别与第九电阻r9的第一端、第二开关d2的第一端及第二运算放大器u2的反向输入端连接，第二运算放大器u2的正向输入端接地，第二运算放大器u2的输出端分别与第二开关d2的第二端和第一开关d1的第一端连接，第一开关d1的第二端分别与第九电阻r9的第二端和第十一电阻r11的第一端连接，第十一电阻r11的第二端分别与第十电阻r10的第二端、第十二电阻r12的第一端及第三运算放大器u3的反向输入端连接，第三运算放大器u3的正向输入端接地，第三运算放大器u3的输出端分别与第十二电阻r12的第二端和能量运算电路3的输入端连接；

其中，第八电阻r8、第九电阻r9及第十一电阻r11的阻值相等，且第十电阻r10和第十二电阻r12的阻值均等于第八电阻r8的阻值的2倍；在电压差值为正值时，第一开关d1导通、第二开关d2截止；在电压差值为负值时，第一开关d1截止、第二开关d2导通。

具体地，本申请的绝对值求取电路包括第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第二运算放大器u2、第三运算放大器u3、第一开关d1及第二开关d2，其工作原理为：

在u1-u2的电压差值v1为正值时，第一开关d1导通、第二开关d2截止，此时的第二运算放大器u2处于反向增益状态，基于第二运算放大器u2的虚短特性可知：第二运算放大器u2的反向输入端的电压值等于0v；基于第二运算放大器u2的虚断特性可知：基于第三运算放大器u3的虚短特性可知：第三运算放大器u3的反向输入端的电压值等于0v；基于第三运算放大器u3的虚断特性可知：则基于r10＝r12＝2*r8＝2*r9＝2*r11，则vout＝v1＝u1-u2。

在u1-u2的电压差值v1为负值时，第一开关d1截止、第二开关d2导通，此时v2＝0v；基于第三运算放大器u3的虚短特性可知：第三运算放大器u3的反向输入端的电压值等于0v；基于第三运算放大器u3的虚断特性可知：基于r10＝r12，则vout＝-v1＝-(u1-u2)。

可见，第三运算放大器u3的输出vout在整个交流周期都是取v1的绝对值，即两路脉冲信号的电压差值的绝对值，从而输出给后级能量运算电路3进行能量测算。而且，本申请通过分立元件直接实现求取两路脉冲信号的电压差值的绝对值，通用性强，可靠性高，成本较低，且可用于各种脉冲信号比较转换绝对值检测电路中。

作为一种可选的实施例，绝对值求取电路还包括第五电容c5；其中：

第五电容c5的第一端分别与第十一电阻r11的第二端、第十电阻r10的第二端、第十二电阻r12的第一端及第三运算放大器u3的反向输入端连接，第五电容c5的第二端分别与第三运算放大器u3的输出端、第十二电阻r12的第二端及能量运算电路3的输入端连接。

进一步地，本申请的绝对值求取电路还可包括第五电容c5，其工作原理为：第五电容c5起到对第三运算放大器u3进行相位补偿的作用。

作为一种可选的实施例，第一开关d1具体为：

阴极作为第一开关d1的第一端、阳极作为第一开关d1的第二端的第一二极管；

第二开关d2具体为：

阴极作为第二开关d2的第一端、阳极作为第二开关d2的第二端的第二二极管。

具体地，本申请的第一开关d1和第二开关d2均可选用二极管这种不控开关，即二极管可根据两端电压情况自动通断，从而无需单独对第一开关d1和第二开关d2进行通断控制。

作为一种可选的实施例，第二运算放大器u2具体为高压摆率运算放大器。

具体地，本申请的第二运算放大器u2可选用高压摆率运算放大器，本申请对此不做特别地限定。

此外，本申请以vcc为3.3v，c1、c2、c3、c4为1uf，r5、r6为1k，r1、r2、r3、r4为10k，r7为100ω，r8、r9、r11为10k，r10、r12为20k，c5为0.47uf为例，进行具体说明：

当第一脉冲信号u1输入时，第一电容c1、第一电阻r1、第三电阻r3及第三电容c3构成交流通路，此时u3的大小为交流通路的分压加上直流电源vcc的分压，即u3＝0.5u1+1.65v，则u4＝u3＝0.5u1+1.65v，同时可以得出第一运算放大器u1的输出u5＝u1-u2+3.3v，则通过隔直通交的第四电容c4后，v1＝u1-u2。

当v1处于正值状态时，第一二极管导通，第二二极管截止，此时的第二运算放大器u2处于反向增益状态，第二运算放大器u2的输出电压v2＝-v1，则第三运算放大器u3的输出电压vout＝v1＝u1-u2。

当v1处于负值状态时，第一二极管截止，第二二极管导通，此时第二运算放大器u2的输出电压v2为0v，则第三运算放大器u3的输出电压vout＝-v1＝-(u1-u2)。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。