高速窄脉冲峰值保持电路设计与实现.pdf

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1、第22卷第9期电子设计工程2014年5月Vo1．22No．9ElectronicDesignEngineeringMav．2014高速窄脉冲峰值保持电路设计与实现张健(中国电子科技集团公司第二十七研究所，河南郑州450047)摘要：为了降低直接识别窄脉冲信号峰值幅度的难度，介绍了一种高速窄脉冲峰值保持电路的实现方法。首先对峰值保持电路的原理进行了介绍，在此基础上设计了试验电路并进行了Pspice仿真，通过对电路的测试验证了设计的正确性。试验结果表明，该方法设计的电路响应速度快，保持精度高，工作稳定，已将其成功应用于某工程。同时为其它相关设计提供了参考。关键词：峰

2、值保持；Pspice仿真；窄脉冲；电路设计中图分类号：TN24文献标识码：A文章编号：1674-6236(2014)09-0117-03DesignandimplementationofpeakholdingcircuitforfastnarrowpulseZHANGJian(The27thResearchInstituteofChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation,Zhengzhou450047，China)Abstract：InordertOreducedifficultyofthedirectidentific

3、ationnarrowpulsesignalpeakamplitude，introducedahigh-speednarowpulsepeakholdingcircuitimplementations．First，theprincipleofpeakholdingcircuitwereintroduced，onthebasisofthetestcircuitwasdesignedandcarriedoutPspicesimulation，testingandvalidationofthecircuitthroughthecorrectnessofthedesig

4、n．Theresultsshowthatthedesignofthecircuitresponsefast，tomaintainhighaccuracyinwidth18ns，1．50Vpeakamplitudeofthenarowpulsesignal，forexample，theresponsetimeisabout1ns，tokeepthesignalamplitude1．51V，maintainingaccuracyerrorO．67％)，workstability，whichhavebeensuccessfullyappliedtoaproject．W

5、hileforotherrelateddesignprovidesareference．Keywords：peakholding；Pspieesimulation；narrowpulse；circuitdesign在激光探测领域，经常遇到识别窄脉冲信号峰值的情况[1】。考虑到信号从输入到反馈有一定的时间(称为回路时间)，在这里的窄脉冲(脉宽为ns量级)，即使使用高速AD进行采样到达峰值时，电容上电压会在这段时间内继续变化，从而产也很难捕捉到窄脉冲的幅值，所以需要设计适用于窄脉冲的生过冲。由于运算放大器的开环放大倍数通常比较大(约峰值保持电路。105)，过冲电流较

6、大且为非线性[31。另外从频域角度看，二极管D和电容C组成的网络有一个极点，而运算放大器本身也1电路工作原理有极点，所以整个电路的通频带较低(一般小于10MHz)，无峰值保持电路是利用二极管的单向导电性和电容的存法完成对高速窄脉冲信号的峰值保持。储作用构成的。当脉冲信号到来时，二极管D导通，电容器为了实现对高速窄脉冲信号的峰值保持，跨导型峰值保C被充电至脉冲峰值时，D截止，C上保持峰值电压。电路的持电路应运而生。它是利用跨导运算放大器(OTA)代替电压基本原理图如图1所示。型的一般运算放大器[41。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

7、以基本无过冲。该电路的频率响应只有一个极点。另外，跨导型放大器的第一转折频率容易做到很高，输出阻抗极大(107n)，其输出电流可近似认为与负载无关[51。所以整个电路的通频带较高，且稳定性图1峰值保持电路基本原理图好，适于处理快速窄脉冲信号。Fig．1Abasicschematicofpeakholdingcircuit根据工作时内部信号形式的不同，目前峰值保持电路主2电路设计与Pspice仿真要分为电压型和跨导型两种类型。为了实现快速窄脉冲峰值保持，使用跨导型电路设计。对于电压型峰值保持电路，第一级放大器为电压放大，这里跨导运算放大器选用耵的OPA860，它的

8、典型跨导g=95收稿日期