[发明专利]峰值电压检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种峰值电压检测电路。

背景技术

参照图7。文献“Ming Zhang,Nicolas Llaser,Herve Mathias,Design and analysis of switched-capacitor-based peak detector[C],Circuit and System(ISCAS),pp.1001-1004,2011”公开了一种开关电容峰值检测电路。在该电路中，输入信号Vin经过开关S1和电容C1后产生输入信号的延迟信号Vh，将输入信号Vin和延迟信号Vh输入比较器进行比较，比较器输出信号Vo变为高电平时控制开关S2对延迟信号Vh进行采样，使得电容C2上的电压跟踪输入信号，最终输出峰值电压Vout。此峰值检测电路的缺点是：1）峰值电压检测误差大，约为5%～18%，探测精度82%～95%；2）未考虑电路中噪声对比较器动作的影响。从图8中可以看出，若噪声作用在延迟信号Vh上则会产生毛刺信号，尤其当毛刺信号出现在峰值附近时，比较器输出多个高电平，导致无法获取准确的峰值电压。

发明内容

为了克服现有峰值电压检测电路精度低的不足，本发明提供一种峰值电压检测电路。该电路由可控延时单元、迟滞比较器、传输门开关和保持电容组成。其中，可控延时单元由电阻R和电容C实现；传输门开关由NMOS管和PMOS管并联实现。输入信号经可控延时单元延时后得到延时信号，延时信号输入到迟滞比较器的负向输入端并同时接到传输门开关的输入端。迟滞比较器的正向输入端与输入信号相连，迟滞比较器的正向输出端连接NMOS管的栅极，迟滞比较器的负向输出端连接PMOS管的栅极，传输门开关的输出连接在保持电容上，保持电容上的输出电压即为峰值输出电压。由于增加了迟滞比较器，不仅可获取精确的峰值电压检测时刻，并且能够消除噪声和毛刺的影响，可有效提高峰值电压的检测精度；利用由无源RC电路实现的可控延时单元，可精确控制和调节输入信号的延时大小，以精确匹配迟滞比较器的迟滞电压。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种峰值电压检测电路，包括比较器和保持电容，其特点是还包括可控延时单元和传输门开关。所述比较器是迟滞比较器。输入信号V_in经可控延时单元延时后得到延时信号V_d，延时信号V_d输入到迟滞比较器的负向输入端并同时接到传输门开关S_n和S_p的输入端。迟滞比较器的正向输入端与输入信号V_in相连，迟滞比较器的正向输出端和负向输出端的输出信号V_n和V_p分别控制传输门开关S_n和S_p的闭合与关断，开关闭合时，保持电容C_h两端电压V_out跟随延时信号V_d变化，开关关断时，输出电压V_out被保持。传输门开关S_n和S_p的输出连接在保持电容C_h的一端，保持电容C_h的另一端接地，保持电容C_h上的输出电压是峰值输出电压。

所述可控延时单元由RC无源电路实现，调节电阻R或电容C，实现延时调节。

所述传输门开关由NMOS管和PMOS管并联实现。迟滞比较器的正向输出端连接NMOS管M1的栅极，迟滞比较器的负向输出端连接PMOS管M2的栅极。

本发明的有益效果是：该电路由可控延时单元、迟滞比较器、传输门开关和保持电容组成。其中，可控延时单元由电阻R和电容C实现；传输门开关由NMOS管和PMOS管并联实现。输入信号经可控延时单元延时后得到延时信号，延时信号输入到迟滞比较器的负向输入端并同时接到传输门开关的输入端。迟滞比较器的正向输入端与输入信号相连，迟滞比较器的正向输出端连接NMOS管的栅极，迟滞比较器的负向输出端连接PMOS管的栅极，传输门开关的输出连接在保持电容上，保持电容上的输出电压即为峰值输出电压。由于增加了迟滞比较器，不仅可获取精确的峰值电压检测时刻，并且能够消除噪声和毛刺的影响，可有效提高峰值电压的检测精度；利用由无源RC电路实现的可控延时单元，可精确控制和调节输入信号的延时大小，以精确匹配迟滞比较器的迟滞电压。峰值电压检测误差由背景技术的5%～18%减小到<1%，探测精度由背景技术的82%～95%提高到到99%以上。

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。