專利名稱：信號電路時(shí)延檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號電路領(lǐng)域，特別是關(guān)于一類信號電路相時(shí)延檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
時(shí)延是信號在給定媒體中行進(jìn)所需的時(shí)間，由于時(shí)延具有色散性，即時(shí)延隨電路信號頻率的變化而變化，這使得一個(gè)系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)不能籠統(tǒng)地用一個(gè)時(shí)延術(shù)語或時(shí)延特性來描述。電路中的傳輸延遲一直是限制數(shù)字系統(tǒng)時(shí)鐘頻率提高的關(guān)鍵因素，目前以確保數(shù)字電路時(shí)間特性正確性為目標(biāo)的時(shí)延測試是集成電路(簡稱IC)測試領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。此外時(shí)延特性已成為現(xiàn)代電子工程的主要技術(shù)指標(biāo)之一，時(shí)延特性影響著系統(tǒng)的信號傳輸失真和信號傳輸質(zhì)量。從20世紀(jì)70年代以來，對時(shí)延檢測理論、方法和性能等方面的研究從未停止過，但目前時(shí)延檢測的研究存在一些問題，主要表現(xiàn)為:(I)僅僅是時(shí)延檢測理論和技術(shù)得到深入研究和進(jìn)一步發(fā)展，時(shí)延檢測裝置的研發(fā)卻尚未成熟。(2)隨著時(shí)延估計(jì)的廣泛應(yīng)用，時(shí)延估計(jì)方法需要更多的考慮各種實(shí)際因素，時(shí)延估計(jì)問題呈現(xiàn)出多樣化，對時(shí)延估計(jì)方法提出了新的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種低成本、實(shí)用、方便、測量精準(zhǔn)的信號電路時(shí)延檢測系統(tǒng)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:由受第一微控制器MCUl控制的信號發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)被測電路所需要的頻率的信號，信號分為相同的兩路信號，一路信號直接作為CPLD (Complex Programmable Logic Devices,復(fù)雜可編程邏輯器件)時(shí)延檢測單元信號的輸入；另外一路經(jīng)過被測設(shè)備后再作為CPLD時(shí)延檢測單元信號的輸入；CPLD采用雙輸入測量時(shí)差法計(jì)算兩路不同信號的時(shí)差，并將時(shí)差值轉(zhuǎn)換為時(shí)延值后送入第二微控制器MCU2進(jìn)行分析處理；第二微控制器MCU2將信號電路的時(shí)延特性曲線圖顯示在TFT觸摸屏上，并可通過SD卡存儲圖片，方便歷史查詢。一種信號電路時(shí)延檢測系統(tǒng)，其特征在于:接收輸入信息的鍵盤連接第一微控制器MCU1，第一微控制器MCUl控制信號發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)被測電路所需要的頻率的信號，該信號分為兩路，一路直接輸入到第二比較器，另外一路經(jīng)過被測信號電路后輸入到第一比較器，經(jīng)第一比較器、第二比較器輸出的兩路信號再輸入到CPLD，CPLD的輸出連接到第二微控制器MCU2，第二微控制器MCU2連接TFT觸摸屏和用于存儲信息的SD卡。所述第一微控制器MCUl與第二微控制器MCU2連接，相互通信。所述的信號發(fā)生器包括直接數(shù)字頻率合成器(Direct Digital Synthesizer:DDS)> 數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Digital To Analog Conventer:DAC)、壓控放大器(voltagecontrolled amplifier:VCA)、軌到軌放大器和信號幅度檢測器，DDS、DAC連接VCA，信號從VCA輸入到軌到軌放大器后輸出正弦波，正弦信號輸入到信號幅度檢測器，信號幅度檢測器連接所述第一微控制器MCUl。
所述DDS通過一緩沖器與所述第一微控制器MCUl連接。所述信號發(fā)生器的信號輸出端經(jīng)一跟隨放大器連接至二階巴特沃斯濾波器。所述第一微控制器MCUl經(jīng)第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器TLV5638(U4)連接到反向放大器，反向放大器連接到壓控放大器VCA ;所述二階巴特沃斯濾波器輸出的信號連接第二跟隨放大器，第二跟隨放大器連接至壓控放大器VCA，壓控放大器VCA連接至軌到軌放大器，所述軌到軌放大器輸出正弦波信號V0UT。正弦波信號VOUT連接二極管整流電路和RMS-DC電路，二極管整流電路和RMS-DC電路分別連接到開關(guān)的I和2引腳，開關(guān)的3引腳連接到ADC，ADC連接到所述第一微控制器MCU1，第一微控制器MCUl連接開關(guān)的4引腳，控制開關(guān)的導(dǎo)通回路，所述第一微控制器MCUl同時(shí)連接到所述DAC，DAC連接到所述壓控放大器VCA，控制正弦波信號VOUT的幅度。所述第一控制器MCUl的一引腳端連接一 MOS管的柵極，MOS管的漏極連接+5V電壓，源極連接高頻繼電器的第10引腳，所述高頻繼電器的第10引腳同時(shí)連接二極管的陰極，二極管的陽極連接高頻繼·電器的第I引腳，高頻繼電器的第2引腳連接到正弦波信號V0UT，高頻繼電器的第3引腳輸出最終信號S0UT。本發(fā)明的有益效果是:1、信號的寬帶測量:在CPLD時(shí)延檢測單元中，對被測信號電路采用雙輸入時(shí)差測量法，從而可以保證寬帶信號的測量。2、測量信號頻率可調(diào):DDS信號發(fā)生器產(chǎn)生的信號頻率和幅度可調(diào)，幅度最大可達(dá)8V，頻率在O IOMHz范圍內(nèi)可調(diào)且步進(jìn)可達(dá)1Hz。不同頻率的信號可以滿足不同測量要求，可測量不同信號單元電路(例如濾波器等)的信號時(shí)延特性。3、時(shí)延檢測精確:利用CPLD的高速高性能特性，根據(jù)CPLD構(gòu)成的高速計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)位數(shù)Dmax、外部時(shí)鐘的周期T。和最大時(shí)延值Idmax三者之間的方程DmaxXTftdmax,取最大時(shí)延值tdmax=650us，最大計(jì)數(shù)位數(shù)Dmax為16bit，根據(jù)CPLD的時(shí)鐘頻率f。的表達(dá)式
權(quán)利要求
1.一種信號電路時(shí)延檢測系統(tǒng)，其特征在于:接收輸入信息的鍵盤連接第一微控制器，第一微控制器控制信號發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)被測電路所需要的頻率的信號，該信號分為兩路，一路直接輸入到第二比較器，另外一路經(jīng)過被測信號電路后輸入到第一比較器，經(jīng)第一比較器、第二比較器輸出的兩路信號再輸入到CPLD，CPLD的輸出連接到第二微控制器，第二微控制器連接TFT觸摸屏和用于存儲信息的SD卡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號電路時(shí)延檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述第一微控制器與第二微控制器連接，相互通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號電路時(shí)延檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的信號發(fā)生器包括DDS、DAC、壓控放大器、軌到軌放大器和信號幅度檢測器，DDS、DAC連接壓控放大器，信號從壓控放大器輸入到軌到軌放大器后輸出正弦波，正弦信號輸入到信號幅度檢測器，信號幅度檢測器連接所述第一微控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的信號電路時(shí)延檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述DDS通過一緩沖器與所述第一微控制器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的信號電路時(shí)延檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述DDS的信號輸出端經(jīng)一跟隨放大器連接至二階巴特沃斯濾波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的信號電路時(shí)延檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述第一微控制器經(jīng)第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接到反向放大器，反向放大器連接到壓控放大器；所述二階巴特沃斯濾波器輸出的信號連接第二跟隨放大器，第二跟隨放大器連接至壓控放大器，壓控放大器連接至軌到軌放大器，所述軌到軌放大器輸出正弦波信號VOUT。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的信號電路時(shí)延檢測系統(tǒng)，其特征在于:正弦波信號VOUT連接二極管整流電路和RMS-DC轉(zhuǎn)換電路，二極管整流電路和RMS-DC轉(zhuǎn)換電路分別連接到開關(guān)的I和2引腳，開關(guān)的3引腳連接到ADC，ADC連接到所述第一微控制器，第一微控制器連接開關(guān)的4引腳，控制開關(guān)的導(dǎo)通回路，所述第一微控制器同時(shí)連接到所述DAC，DAC連接到所述壓控放大器，控制正弦波信號VOUT的幅度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的信號電路時(shí)延檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述第一微控制器的一引腳端連接一MOS管的柵極，MOS管的漏極連接+5V電壓，源極連接高頻繼電器的第10引腳，所述高頻繼電器的第10引腳同時(shí)連接二極管的陰極，二極管的陽極連接高頻繼電器的第I引腳，高頻繼電器的第2引腳連接到正弦波信號V0UT，高頻繼電器的第3引腳輸出最終信號SOUT。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號電路時(shí)延檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述CPLD內(nèi)進(jìn)行時(shí)延檢測的步驟為: 在CPLD時(shí)延檢測程序中采用雙輸入時(shí)差測量法，當(dāng)一路信號的上升沿先到達(dá)CPLD時(shí)，觸發(fā)CPLD開始計(jì)數(shù)，當(dāng)另外一路信號到達(dá)CPLD時(shí)截止計(jì)數(shù)，得到計(jì)數(shù)值D，再通過被測信號電路的時(shí)延td的表達(dá)式td =D/f0 μs將計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換為時(shí)延值，其中，f0為CPLD的時(shí)鐘頻 率。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種信號電路時(shí)延檢測系統(tǒng)，第一微控制器控制信號發(fā)生器產(chǎn)生兩路信號，一路信號直接輸入到第二比較器，另外一路經(jīng)過被測信號電路后輸入到第一比較器，經(jīng)兩個(gè)比較器輸出的兩路信號再輸入到CPLD，CPLD的輸出連接到第二微控制器，第二微控制器MCU2連接TFT觸摸屏和用于存儲信息的SD卡。在CPLD時(shí)延檢測單元中，對被測信號電路采用雙輸入時(shí)差測量法，從而可以保證寬帶信號的測量。信號發(fā)生器產(chǎn)生的信號頻率和幅度可調(diào)。不同頻率的信號可以滿足不同測量要求，可測量不同信號單元電路的信號時(shí)延特性。本發(fā)明可測量一定頻率范圍的不同信號電路的時(shí)延特性曲線，并可將其存儲到SD卡中，方便歷史查詢。
文檔編號G01R31/317GK103163449SQ20131011055
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月1日
發(fā)明者唐瑩瑩, 陳秉巖, 劉文婷, 周妍, 朱暉, 周娟, 殷澄, 朱昌平, 高遠(yuǎn), 單鳴雷 申請人:河海大學(xué)常州校區(qū)