本發(fā)明涉及峰值檢測(cè)，具體涉及雙沿觸發(fā)微分法峰值檢測(cè)器及峰值檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

峰值檢測(cè)的作用是對(duì)輸入信號(hào)的峰值進(jìn)行提取，產(chǎn)生輸出電壓等于輸入信號(hào)峰值電壓。峰值檢測(cè)電路在自動(dòng)增益控制(AGC)電路、傳感器最值求取電路、AD/DA電路中廣泛應(yīng)用，平時(shí)一般作為程控增益放大器倍數(shù)選擇的依據(jù)，峰值檢測(cè)電路的檢測(cè)精度及工作頻率等指標(biāo)直接決定了參數(shù)采集系統(tǒng)的性能。隨著當(dāng)前信號(hào)頻率的不斷提高，信號(hào)種類的多樣化發(fā)展，對(duì)峰值檢測(cè)器的工作頻率及檢測(cè)精度等也提出了更高的要求。

傳統(tǒng)峰值檢測(cè)電路利用二極管的正偏特性作為采樣保持的指令判斷，具有檢測(cè)精度高、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)勢(shì)，但由于二極管的頻率響應(yīng)特性，其輸入信號(hào)工作頻率受到很大限制，而且在應(yīng)用于輸入信號(hào)幅度不斷變化的復(fù)雜采樣系統(tǒng)時(shí)，需要引入額外的復(fù)位電路及相應(yīng)的邏輯算法，較難滿足復(fù)雜參數(shù)采樣系統(tǒng)的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供雙沿觸發(fā)微分法峰值檢測(cè)器及峰值檢測(cè)檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻率輸入信號(hào)的實(shí)時(shí)峰值檢測(cè)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的第一個(gè)技術(shù)方案是：一種雙沿觸發(fā)微分法信號(hào)峰值檢測(cè)器，包括微分電路、雙沿觸發(fā)比較器電路及采樣保持電路；其特點(diǎn)是：

所述微分電路用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行微分變換處理，得到輸入信號(hào)的微分變換結(jié)果，且當(dāng)輸入信號(hào)處于峰值或谷值時(shí)，得到的微分變換輸出信號(hào)正好處于零點(diǎn)或參考電壓；便于比較器進(jìn)行比較處理；

所述雙沿觸發(fā)比較器電路接收微分電路的輸出信號(hào)，將其與零點(diǎn)電壓或參考電壓進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出雙沿觸發(fā)的數(shù)字控制信號(hào)，以控制采樣保持電路進(jìn)行采樣或保持操作；

所述采樣保持電路包括兩級(jí)射極跟隨器、高速開關(guān)電路及保持電容；第一級(jí)射極跟隨器與微分電路同時(shí)接收輸入信號(hào)，其輸出跟隨輸入信號(hào)，第二級(jí)射極跟隨器的輸出即為最終的峰值檢測(cè)結(jié)果輸出；高速開關(guān)電路連接在第一級(jí)射極跟隨器的輸出與第二級(jí)射極跟隨器的輸入之間，并且第二級(jí)射極跟隨器的輸入端通過保持電容接地，高速開關(guān)電路的通斷由雙沿觸發(fā)比較器電路輸出的雙沿觸發(fā)數(shù)字控制信號(hào)控制；當(dāng)高速開關(guān)電路導(dǎo)通時(shí)，第一級(jí)射極跟隨器的輸出信號(hào)對(duì)保持電容充電，當(dāng)高速開關(guān)電路斷開時(shí)，保持電容通過第二級(jí)射極跟隨器放電；高速開關(guān)的控制信號(hào)由雙沿觸發(fā)比較器電路提供。

本發(fā)明采用微分電路來實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的微分變換，當(dāng)輸入信號(hào)處于峰值或谷值時(shí)，得到的微分變換輸出信號(hào)正好處于零點(diǎn)或參考電壓值，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸入信號(hào)峰值的高精度判斷；采用雙沿觸發(fā)比較器電路來得到用于控制采樣保持電路的雙沿觸發(fā)數(shù)字控制信號(hào)。即通過采用雙沿觸發(fā)比較器電路對(duì)微分變換輸出信號(hào)與零點(diǎn)電壓或參考電壓值進(jìn)行比較，當(dāng)輸入信號(hào)還未達(dá)到峰值時(shí)，微分變換輸出信號(hào)高于零點(diǎn)電壓或參考電壓值，則雙沿觸發(fā)比較器電路輸出高電平。當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到峰值時(shí)，微分變換輸出信號(hào)等于零點(diǎn)電壓或參考電壓值，則雙沿觸發(fā)比較器電路輸出由高電平跳變至低電平。在下一個(gè)周期中，當(dāng)輸入信號(hào)處于上升沿時(shí)，微分變換輸出信號(hào)高于零點(diǎn)電壓或參考電壓值，則輸出又由低電平跳變至高電平。從而得于雙沿觸發(fā)數(shù)字控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)采樣保持電路的高速開關(guān)的實(shí)時(shí)控制。本發(fā)明采用采樣保持電路來對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣和保持兩種操作，當(dāng)雙沿觸發(fā)比較器電路輸出的雙沿觸發(fā)數(shù)字控制信號(hào)為高電平時(shí)，高速開關(guān)導(dǎo)通，輸出信號(hào)跟隨輸入信號(hào)變化，為采樣狀態(tài)。當(dāng)雙沿觸發(fā)比較器電路輸出的雙沿觸發(fā)數(shù)字控制信號(hào)為低電平時(shí)，高速開關(guān)關(guān)斷，輸出信號(hào)在一定時(shí)間內(nèi)保持關(guān)斷時(shí)的輸出電壓值，為保持狀態(tài)。當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于A/D轉(zhuǎn)換電路時(shí)，即可在保持時(shí)間內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換。

根據(jù)本發(fā)明所述的雙沿觸發(fā)微分法峰值檢測(cè)器的優(yōu)選方案，所述雙沿觸發(fā)比較器電路中包含比較器核心電路和數(shù)字控制信號(hào)產(chǎn)生電路；所述比較器核心電路為處于開環(huán)狀態(tài)的運(yùn)算放大器，當(dāng)微分電路的輸出信號(hào)達(dá)到零點(diǎn)電壓或參考電壓時(shí)，運(yùn)算放大器輸出電壓為高電平，當(dāng)微分電路的輸出信號(hào)低于零點(diǎn)電壓或參考電壓時(shí)，運(yùn)算放大器輸出電壓為低電平；數(shù)字控制信號(hào)產(chǎn)生電路將運(yùn)算放大器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電平。

由于在實(shí)際工作過程中，運(yùn)算放大器輸出電壓受到運(yùn)算放大器開環(huán)增益限制，不能達(dá)到電源電壓或地電平，因此需要數(shù)字控制信號(hào)產(chǎn)生電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將輸出信號(hào)放大至電源電壓電平，從而得到標(biāo)準(zhǔn)的方波控制信號(hào)，用于控制采樣保持電路的開關(guān)切換。

根據(jù)本發(fā)明所述的雙沿觸發(fā)微分法峰值檢測(cè)器的優(yōu)選方案，比較器核心電路包括PMOS管MP1～MP13和NMOS管MN1～MN10；PMOS管MP1柵極和漏極連接，為電流輸入端，MP1的源極接電源；PMOS管MP1、MP2、MP3的柵極相互連接，MP2、MP3的源極接電源；PMOS管MP4、MP5的柵級(jí)相互連接，PMOS管MP5的柵極和漏極相連，PMOS管MP4、MP5的源級(jí)接電源；PMOS管MP6、MP7構(gòu)成輸入級(jí)，MP6的柵極接輸入正端，MP7的柵極接輸入負(fù)端，PMOS管MP6、MP7的源級(jí)接MP3的漏極；MP7的漏級(jí)接MN13的漏極；PMOS管MP8的柵極和漏極相互連接，MP8的源極接MP9的漏極，PMOS管MP8、MP9的柵極相互連接，MP9的源極接電源；PMOS管MP10、MP11的柵極相互連接，MP10的源極接MP11的漏極，MP11的源極接電源；PMOS管MP12、MP13的柵極相互連接，MP12的源極接MP13的漏極，MP13的源極接電源，MP12的漏極接MP10的源極；NMOS管MN1的柵極和漏極相連，并連接到PMOS管MP2的漏極，NMOS管MN1、MN2的柵極相互連接，NMOS管MN2的漏極連接到NMOS管MN7、MN8的源極，NMOS管MN1、MN2的源極接地；NMOS管MN3、MN4的柵極相互連接，NMOS管MN3的柵級(jí)和漏極相互連接，并連接到PMOS管MP4及MP6的漏極，NMOS管MN4的源極接地；NMOS管MN5、MN6的柵極相互連接，NMOS管MN5的漏極連接到PMOS管MP10的漏極，NMOS管MN6的源極接地；NMOS管MN13、MN14的柵極相互連接，NMOS管MN13的柵極和漏極相互連接，并連接到PMOS管MP7的漏極，NMOS管MN6的源極接地；NMOS管MN7、MN8構(gòu)成輸入級(jí)，MN7的柵極接輸入負(fù)端，MN8的柵極接輸入正端，MN7的漏極接PMOS管MP5的漏極，MN8的漏極接PMOS管MP8的漏極及NMOS管MN14的漏極；NMOS管MN13、MN14的源極接地；NMOS管MN9、MN10的柵極相互連接，并連接到PMOS管MP12及MP13的柵極，NMOS管MN9的源極連接到MN10的漏極，MN10的源極接地。

根據(jù)本發(fā)明所述的雙沿觸發(fā)微分法峰值檢測(cè)器的優(yōu)選方案，所述數(shù)字控制信號(hào)產(chǎn)生電路包括反向放大器和輸出緩沖器；反向放大器由PMOS管MP14、NMOS管MN11及電阻R1構(gòu)成，輸出緩沖器由NMOS管MN12和PMOS管MP15構(gòu)成；PMOS管MP14和NMOS管MN11的柵極相互連接，并連接到比較器核心電路；PMOS管MP14的漏極與NMOS管MN11的漏極相連，并連接到電阻R1一端，PMOS管MP14的源極接電源，NMOS管MN11的源極接地，電阻R1另一端接PMOS管MP14和NMOS管MN11的柵極；PMOS管MP15的漏極與NMOS管MN12的漏極相連，PMOS管MP15的源極接電源，NMOS管MN12的源極接地，PMOS管MP15的漏極與NMOS管MN12的柵極相連，并連接到PMOS管MP14的漏極與NMOS管MN11的漏極。

本發(fā)明的第二個(gè)技術(shù)方案是，一種利用微分法和雙沿觸發(fā)進(jìn)行信號(hào)峰值檢測(cè)的方法，其特點(diǎn)是：

設(shè)置微分法信號(hào)峰值檢測(cè)器，包括微分電路、雙沿觸發(fā)比較器電路及采樣保持電路；

所述微分電路用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行微分變換處理，得到輸入信號(hào)的微分變換結(jié)果，且當(dāng)輸入信號(hào)處于峰值或谷值時(shí)，得到的微分變換輸出信號(hào)正好處于零點(diǎn)或參考電壓；便于比較器進(jìn)行比較處理；

所述雙沿觸發(fā)比較器電路接收微分電路的輸出信號(hào)，將其與零點(diǎn)電壓或參考電壓進(jìn)行比較，當(dāng)微分電路的輸出信號(hào)達(dá)到零點(diǎn)電壓或參考電壓時(shí)，所述雙沿觸發(fā)比較器電路輸出高電平數(shù)字信號(hào)，使高速開關(guān)導(dǎo)通，當(dāng)微分電路的輸出信號(hào)低于零點(diǎn)電壓或參考電壓時(shí)，所述雙沿觸發(fā)比較器電路輸出低電平數(shù)字信號(hào)，使高速開關(guān)斷開；

所述采樣保持電路用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣和保持操作；當(dāng)高速開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，所述采樣保持電路的輸出信號(hào)跟隨輸入信號(hào)變化，為采樣狀態(tài)；當(dāng)高速開關(guān)關(guān)斷時(shí)，所述采樣保持電路的輸出信號(hào)保持關(guān)斷時(shí)的輸出電壓值，為保持狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明所述的利用微分法和雙沿觸發(fā)進(jìn)行信號(hào)峰值檢測(cè)的方法的優(yōu)選方案，所述采樣保持電路包括兩級(jí)射極跟隨器、高速開關(guān)及保持電容；

第一級(jí)射極跟隨器與微分電路同時(shí)接受輸入信號(hào)，其輸出跟隨輸入信號(hào)，第二級(jí)射極跟隨器的輸出即為最終的峰值檢測(cè)結(jié)果輸出；高速開關(guān)連接在第一級(jí)射極跟隨器的輸出與第二級(jí)射極跟隨器的輸入之間，并且第二級(jí)射極跟隨器的輸入端通過保持電容接地；當(dāng)高速開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，第一級(jí)射極跟隨器的輸出信號(hào)對(duì)保持電容充電，當(dāng)高速開關(guān)斷開時(shí)，保持電容通過第二級(jí)射極跟隨器放電，高速開關(guān)電路的通斷由雙沿觸發(fā)比較器電路輸出的雙沿觸發(fā)數(shù)字控制信號(hào)控制。

本發(fā)明所述的雙沿觸發(fā)微分法峰值檢測(cè)器及峰值檢測(cè)方法的有益效果是：本發(fā)明通過采用微分電路對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行微分變換，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸入信號(hào)峰值的高精度判斷，并通過雙沿觸發(fā)數(shù)字控制信號(hào)控制采樣保持電路，引入了自復(fù)位機(jī)制，不需額外復(fù)位單元及復(fù)位邏輯；本發(fā)明與傳統(tǒng)的二極管式鎖存峰值檢測(cè)器相比，具有工作頻率高、檢測(cè)精度高、自復(fù)位等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高頻率高精度的峰值檢測(cè)，可廣泛應(yīng)用在各種復(fù)雜信號(hào)采樣系統(tǒng)中。

附圖說明

圖1是雙沿觸發(fā)微分法信號(hào)峰值檢測(cè)器原理框圖。

圖2是高速開關(guān)電路5的電路圖。

圖3是雙沿觸發(fā)比較器電路2的電路圖。

圖4是微分電路1的實(shí)施效果圖。

圖5是雙沿觸發(fā)微分法峰值檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)效果圖。

具體實(shí)施方式

參見圖1，一種雙沿觸發(fā)微分法信號(hào)峰值檢測(cè)器，包括微分電路1、雙沿觸發(fā)比較器電路2及采樣保持電路3；其中：

所述微分電路1用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行微分變換處理，得到輸入信號(hào)的微分變換結(jié)果，且當(dāng)輸入信號(hào)處于峰值或谷值時(shí)，得到的微分變換輸出信號(hào)正好處于零點(diǎn)或參考電壓；

所述雙沿觸發(fā)比較器電路2接收微分電路1的輸出信號(hào)，將其與零點(diǎn)電壓或參考電壓進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出雙沿觸發(fā)的數(shù)字控制信號(hào)，控制采樣保持電路3進(jìn)行采樣或保持操作；

所述采樣保持電路3包括兩級(jí)射極跟隨器、高速開關(guān)電路5及保持電容C4；第一級(jí)射極跟隨器4與微分電路1同時(shí)接受輸入信號(hào)，其輸出跟隨輸入信號(hào)，第二級(jí)射極跟隨器的輸出即為最終的峰值檢測(cè)結(jié)果輸出；高速開關(guān)電路5連接在第一級(jí)射極跟隨器4的輸出與第二級(jí)射極跟隨器6的輸入之間，并且第二級(jí)射極跟隨器的輸入端通過保持電容接地，高速開關(guān)電路5的通斷由雙沿觸發(fā)比較器電路2控制；當(dāng)高速開關(guān)電路5導(dǎo)通時(shí)，第一級(jí)射極跟隨器4的輸出信號(hào)對(duì)保持電容C4充電，當(dāng)高速開關(guān)電路5斷開時(shí)，保持電容C4通過第二級(jí)射極跟隨器6放電；高速開關(guān)5的控制信號(hào)由雙沿觸發(fā)比較器電路2提供；兩級(jí)射極跟隨器均采用相同的運(yùn)算放大器將輸出端與負(fù)輸入端相連形成的單位增益跟隨放大器構(gòu)成。

在具體實(shí)施例中，所述微分電路1包括運(yùn)算放大器10、電容C1、C2和電阻R1；電容C1為交流耦合電容，一端接輸入信號(hào)，另一端接運(yùn)算放大器10的輸入負(fù)端；電阻R1為跨接電阻，一端接運(yùn)算放大器10的輸入負(fù)端，另一端接運(yùn)算放大器10的輸出端；電容C2為跨接電容，一端接運(yùn)算放大器的輸入負(fù)端，另一端接運(yùn)算放大器的輸出端。運(yùn)算放大器10的正端接收接基準(zhǔn)電路7產(chǎn)生的參考電壓。該微分電路1可以對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行微分變換，當(dāng)輸入信號(hào)處于峰值或谷值時(shí)，得到的微分變換輸出信號(hào)正好處于參考電壓值。

微分電路的工作原理是：當(dāng)輸入信號(hào)處于上升沿時(shí)，電平由低跳變?yōu)楦撸喈?dāng)于在R1C1回路中突然接通了高電平，由于電容C1兩端的電壓不能突變，即電容器上的電壓需要經(jīng)過一個(gè)充電過程才逐漸上升，則此時(shí)電容C1兩端電壓為0，輸入電壓全部落在跨接電阻R1上，此時(shí)輸出電壓達(dá)到最高。此后輸入信號(hào)開始給電容C1充電，電容C1兩端電壓按指數(shù)規(guī)律上升，而電阻R1兩端電壓按指數(shù)規(guī)律下降，當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到峰值時(shí)，輸出電壓降低到零。當(dāng)輸入信號(hào)處于下降沿時(shí)，電平由高跳變?yōu)榈停喈?dāng)于在R1C1回路中突然撤掉了高電平，同樣由于電容C1兩端的電壓不能突變，其需要通過跨接電阻R1進(jìn)行放電，因此電容C1兩端電壓落在電阻R1兩端，而由于放電電流與充電電流反向，故而輸出電壓達(dá)到最低。當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到谷值時(shí)，電容C1放電即將結(jié)束，從而使得輸出電壓回升至零。綜上所述，當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到峰值或谷值時(shí)，輸出電壓均為零值，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行微分變換的作用。在實(shí)際電路應(yīng)用中，為了不采用負(fù)電源，運(yùn)算放大器的輸入正端加入了參考電壓值，從而使得微分變換中的零值轉(zhuǎn)換為參考電壓值，便于比較器進(jìn)行比較。

微分電路實(shí)施效果見圖4所示，橫軸為時(shí)間，縱軸為電壓。圖中包含兩條曲線，輸入信號(hào)曲線及微分變換輸出曲線，由圖4可以看出，當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到峰值時(shí)，微分變換輸出信號(hào)達(dá)到參考電壓值；當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到谷值時(shí)，微分變換輸出信號(hào)達(dá)到參考電壓值。圖4表明：該微分電路可以實(shí)現(xiàn)微分變換輸出。

本發(fā)明采用高增益的運(yùn)算放大器構(gòu)成微分電路、雙沿觸發(fā)比較器及采樣保持電路，同時(shí)利用NMOS管構(gòu)成高速開關(guān)，只要設(shè)計(jì)形成高頻高帶寬高增益的的運(yùn)算放大器，就可實(shí)現(xiàn)高頻工作特性，突破了傳統(tǒng)二極管結(jié)構(gòu)的工作頻率限制。

所述采樣保持電路由兩級(jí)射極跟隨器4、6、高速開關(guān)電路5及保持電容C4、交流耦合電容C3構(gòu)成，高速開關(guān)電路5連接在第一級(jí)射極跟隨器4的輸出與第二級(jí)射極跟隨器6的輸入之間，兩級(jí)射極跟隨器均由相同的運(yùn)算放大器，并將輸出端與負(fù)輸入端相連形成的單位增益跟隨放大器構(gòu)成；電容C3的一端接收輸入信號(hào)，另一端接第一級(jí)射極跟隨器4的輸入正端；第二級(jí)射極跟隨器的輸入端還通過保持電容C4接地，高速開關(guān)電路5的控制信號(hào)由雙沿觸發(fā)比較器電路2提供；第二級(jí)射極跟隨器的輸出端即為最終的峰值檢測(cè)結(jié)果輸出。

采樣保持電路的工作原理是：當(dāng)處于采樣狀態(tài)時(shí)，采樣保持電路的輸出信號(hào)跟隨輸入信號(hào)變化而變化，當(dāng)處于保持狀態(tài)時(shí)，采樣保持電路的輸出信號(hào)保持為接到保持命令的瞬間的輸入信號(hào)電平值。當(dāng)電路處于采樣狀態(tài)時(shí)高速開關(guān)電路5導(dǎo)通，這時(shí)保持電容充電C4，如果電容值很小，電容C4可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成充放電，這時(shí)輸出端輸出信號(hào)跟隨輸入信號(hào)變化而變化；當(dāng)電路處于保持狀態(tài)時(shí)，高速開關(guān)電路5斷開，這時(shí)由于第二級(jí)射極跟隨器的輸入端呈高阻狀態(tài)，電容C4放電緩慢，所以輸出信號(hào)基本保持為斷開瞬間的信號(hào)電平值。

在具體實(shí)施例中，構(gòu)成微分電路的運(yùn)算放大器和射極跟隨器的運(yùn)算放大器均可包含兩級(jí)放大結(jié)構(gòu)，兩極放大有效提高了運(yùn)算放大器的開環(huán)增益，便于形成高頻工作的微分電路及射極跟隨電路，同時(shí)采用共源共柵結(jié)構(gòu)，可以使電路工作在較低的工作電壓下。

參見圖2,高速開關(guān)電路5主要由NMOS管5MN1及電阻5R1、5R2構(gòu)成，NMOS管5MN1的漏極作為輸入端，NMOS管5MN1的源極作為輸出端，NMOS管5MN1的柵極連接電阻5R1的一端，電阻5R1的另一端作為控制信號(hào)輸入端；電阻5R2的一端連接到NMOS管5MN1的襯底，另一端連接到地。

高速開關(guān)電路5的工作原理是，當(dāng)控制信號(hào)為高電平時(shí)，NMOS管5MN1的柵源電壓差值大于其閾值電壓，NMOS管5MN1導(dǎo)通，即開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)控制信號(hào)為低電平時(shí)，NMOS管5MN1的柵源電壓差值小于其閾值電壓，NMOS管5MN1截止，即開關(guān)處于斷開狀態(tài)。電阻5R1、5R2可以有效減小NMOS管5MN1的柵極及源漏極到地的寄生電容，降低高頻率工作時(shí)的信號(hào)損耗，從而提高峰值檢測(cè)精度。

參見圖3,雙沿觸發(fā)比較器電路包含比較器核心電路8和數(shù)字控制信號(hào)產(chǎn)生電路9；所述比較器核心電路8為處于開環(huán)狀態(tài)的運(yùn)算放大器，當(dāng)微分電路1的輸出信號(hào)達(dá)到零點(diǎn)電壓或參考電壓時(shí)，運(yùn)算放大器輸出電壓為高電平，當(dāng)微分電路1的輸出信號(hào)低于零點(diǎn)電壓或參考電壓時(shí)，運(yùn)算放大器輸出電壓為低電平；數(shù)字控制信號(hào)產(chǎn)生電路9將運(yùn)算放大器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電平。

在具體實(shí)施例中，所述比較器核心電路8包括PMOS管MP1～MP13和NMOS管MN1～MN10；PMOS管MP1柵極和漏極連接，為電流輸入端，MP1的源極接電源；PMOS管MP1、MP2、MP3的柵極相互連接，MP2、MP3的源極接電源；PMOS管MP4、MP5的柵級(jí)相互連接，PMOS管MP5的柵極和漏極相連，PMOS管MP4、MP5的源級(jí)接電源；PMOS管MP6、MP7構(gòu)成輸入級(jí)，MP6的柵極接輸入正端，MP7的柵極接輸入負(fù)端，PMOS管MP6、MP7的源級(jí)接MP3的漏極；MP7的漏級(jí)接MN13的漏極；PMOS管MP8的柵極和漏極相互連接，MP8的源極接MP9的漏極，PMOS管MP8、MP9的柵極相互連接，MP9的源極接電源；PMOS管MP10、MP11的柵極相互連接，MP10的源極接MP11的漏極，MP11的源極接電源；PMOS管MP12、MP13的柵極相互連接，MP12的源極接MP13的漏極，MP13的源極接電源，MP12的漏極接MP10的源極；NMOS管MN1的柵極和漏極相連，并連接到PMOS管MP2的漏極，NMOS管MN1、MN2的柵極相互連接，NMOS管MN2的漏極連接到NMOS管MN7、MN8的源極，NMOS管MN1、MN2的源極接地；NMOS管MN3、MN4的柵極相互連接，NMOS管MN3的柵級(jí)和漏極相互連接，并連接到PMOS管MP4及MP6的漏極，NMOS管MN4的源極接地；NMOS管MN5、MN6的柵極相互連接，NMOS管MN5的漏極連接到PMOS管MP10的漏極，NMOS管MN6的源極接地；NMOS管MN13、MN14的柵極相互連接，NMOS管MN13的柵極和漏極相互連接，并連接到PMOS管MP7的漏極，NMOS管MN6的源極接地；NMOS管MN7、MN8構(gòu)成輸入級(jí)，MN7的柵極接輸入負(fù)端，MN8的柵極接輸入正端，MN7的漏極接PMOS管MP5的漏極，MN8的漏極接PMOS管MP8的漏極及NMOS管MN14的漏極；NMOS管MN13、MN14的源極接地；NMOS管MN9、MN10的柵極相互連接，并連接到PMOS管MP12及MP13的柵極，NMOS管MN9的源極連接到MN10的漏極，MN10的源極接地。

所述數(shù)字控制信號(hào)產(chǎn)生電路9包括反向放大器和輸出緩沖器；反向放大器由PMOS管MP14、NMOS管MN11及電阻R1構(gòu)成，輸出緩沖器由NMOS管MN12和PMOS管MP15構(gòu)成；PMOS管MP14和NMOS管MN11的柵極相互連接，并連接到比較器核心電路8，即PMOS管MP12、MP13及NMOS管MN9、MN10的柵極；PMOS管MP14的漏極與NMOS管MN11的漏極相連，并連接到電阻R1一端，PMOS管MP14的源極接電源，NMOS管MN11的源極接地，電阻R1另一端接PMOS管MP14和NMOS管MN11的柵極；PMOS管MP15的漏極與NMOS管MN12的漏極相連，PMOS管MP15的源極接電源，NMOS管MN12的源極接地，PMOS管MP15的漏極與NMOS管MN12的柵極相連，并連接到PMOS管MP14的漏極與NMOS管MN11的漏極。

由于反相放大器具有較高的增益和電壓裕度，可以將輸出信號(hào)放大至電源電壓電平，從而得到標(biāo)準(zhǔn)的方波控制信號(hào)，用于控制采樣保持電路的開關(guān)切換。

所述雙沿觸發(fā)比較器電路2的工作原理是：雙沿觸發(fā)比較器電路包含一個(gè)處于開環(huán)狀態(tài)的運(yùn)算放大器和一個(gè)用于將比較結(jié)果轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平的數(shù)字控制信號(hào)產(chǎn)生電路，當(dāng)微分電路1的輸出信號(hào)達(dá)到參考電壓值時(shí)，輸出電壓為高，當(dāng)微分電路1的輸出信號(hào)低于參考電壓值時(shí)，輸出電壓為低，

.一種利用微分法和雙沿觸發(fā)進(jìn)行信號(hào)峰值檢測(cè)的方法，包括設(shè)置微分法信號(hào)峰值檢測(cè)器，包括微分電路1、雙沿觸發(fā)比較器電路2及采樣保持電路3；

所述微分電路1用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行微分變換處理，得到輸入信號(hào)的微分變換結(jié)果，且當(dāng)輸入信號(hào)處于峰值或谷值時(shí)，得到的微分變換輸出信號(hào)正好處于零點(diǎn)或參考電壓；便于比較器進(jìn)行比較處理；

所述雙沿觸發(fā)比較器電路2接收微分電路1的輸出信號(hào)，將其與零點(diǎn)電壓或參考電壓進(jìn)行比較，當(dāng)微分電路1的輸出信號(hào)達(dá)到零點(diǎn)電壓或參考電壓時(shí)，所述雙沿觸發(fā)比較器電路2輸出高電平數(shù)字信號(hào)，使高速開關(guān)5導(dǎo)通，當(dāng)微分電路1的輸出信號(hào)低于零點(diǎn)電壓或參考電壓時(shí)，所述雙沿觸發(fā)比較器電路2輸出低電平數(shù)字信號(hào)，使高速開關(guān)電路5斷開；

所述采樣保持電路3用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣和保持操作；當(dāng)高速開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，所述采樣保持電路3的輸出信號(hào)跟隨輸入信號(hào)變化，為采樣狀態(tài)；當(dāng)高速開關(guān)關(guān)斷時(shí)，所述采樣保持電路3的輸出信號(hào)保持關(guān)斷時(shí)的輸出電壓值，為保持狀態(tài)。

在具體實(shí)施例中，所述采樣保持電路3包括兩級(jí)射極跟隨器、高速開關(guān)5及保持電容C4；

第一級(jí)射極跟隨器4與微分電路1同時(shí)接受輸入信號(hào)，其輸出跟隨輸入信號(hào)，第二級(jí)射極跟隨器的輸出即為最終的峰值檢測(cè)結(jié)果輸出；高速開關(guān)電路5連接在第一級(jí)射極跟隨器4的輸出與第二級(jí)射極跟隨器6的輸入之間，并且第二級(jí)射極跟隨器的輸入端通過保持電容C4接地；當(dāng)高速開關(guān)電路5導(dǎo)通時(shí)，第一級(jí)射極跟隨器4的輸出信號(hào)對(duì)保持電容C4充電，當(dāng)高速開關(guān)電路5斷開時(shí)，保持電容C4通過第二級(jí)射極跟隨器6放電，高速開關(guān)電路5的通斷由雙沿觸發(fā)比較器電路2輸出的雙沿觸發(fā)數(shù)字控制信號(hào)控制。

雙沿觸法微分法峰值檢測(cè)電路實(shí)施效果見圖5所示，橫軸為時(shí)間，縱軸為電壓。圖中包含三條曲線，輸入信號(hào)曲線、雙沿觸發(fā)數(shù)字控制信號(hào)曲線、輸出信號(hào)曲線，由圖5可以看出，當(dāng)輸入信號(hào)未達(dá)到峰值時(shí)，雙沿觸發(fā)數(shù)字控制信號(hào)為高電平，輸出信號(hào)跟隨輸入信號(hào)；當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到峰值時(shí)，雙沿觸發(fā)數(shù)字控制信號(hào)由高電平跳變?yōu)榈碗娖?，輸出信?hào)保持峰值電壓不變，保持時(shí)間≥0.5*輸入信號(hào)周期，此時(shí)即可對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；隨后雙沿觸發(fā)數(shù)字控制信號(hào)由低電平跳變?yōu)楦唠娖?，完成自?dòng)復(fù)位，輸出信號(hào)繼續(xù)跟隨輸入信號(hào)直到下一周期的峰值到來。圖5表明：本發(fā)明提出的雙沿觸法微分法峰值檢測(cè)電路可以實(shí)現(xiàn)峰值檢測(cè)輸出。

上面的實(shí)施結(jié)果表明：本發(fā)明的一種雙沿觸法微分法峰值檢測(cè)器具有高頻工作、高精度檢測(cè)等特點(diǎn)。本發(fā)明技術(shù)可以應(yīng)用到高速AD/DA、復(fù)雜參數(shù)采集系統(tǒng)等領(lǐng)域。