[发明专利]一种抗随机噪声的脉冲信号同步积分测量装置及方法

摘要

本发明提出了一种抗随机噪声的脉冲信号同步积分测量装置及方法，针对具有同步特征的可能存在高脉冲堆积概率的脉冲信号强度测量，发明内容主要包括定电荷反向充电积分电路、同步门控数据采集电路及降低并扣除随机噪声脉冲的测量方法。定电荷反向充电积分电路包含积分电路和定电荷反向充电电路，积分电路用于对电容充电，把被测脉冲信号的强度信息转变为电压幅度信息；由电平触发的定电荷反向充电电路用于将积分电路的输出电压限定在其线性范围之内，其中反向充电脉冲可被延迟，以避免其对数据采集的影响。在测量方法方面，本发明利用分时测量的方法测量随机噪声信号的强度，并在数据处理中过程中进一步扣除随机噪声脉冲。

主权项

1.一种抗随机噪声的同步脉冲信号积分测量装置，包括积分电路和数据采集电路，所述积分电路把被测脉冲信号的电流强度信息转变为电压幅度信息；其特征在于：所述积分测量装置还包括定电荷反向充电电路，所述定电荷反向充电电路由电平触发，用于将积分电路的输出电压限定在其线性范围之内；所述数据采集电路为门控数据采集电路，所述门控数据采集电路在指定时刻采集数据，并对数据进行处理；所述积分电路包括第一运算放大器A1、第二运算放大器A2及积分电容C1；所述第一运算放大器A1用于检出输入电流信号，所述第一运算放大器A1的反向输入端接被测信号，所述第一运算放大器A1的同向输入端接地；所述第二运算放大器A2用于提高积分电路的带宽和输出摆率，所述第二运算放大器A2的同向输入端与第一运算放大器A1的输出端连接，所述第二运算放大器A2的反向输入端通过电阻R2接地，所述第二运算放大器A2的反向输入端通过电阻R3与第二运算放大器A2的输出端连接；所述积分电容C1是被测脉冲电流信号转换为电压信号的信息载体，所述积分电容C1的一端与第一运算放大器A1的反向输入端连接，所述积分电容C1的另一端与第二运算放大器A2的输出端连接；所述定电荷反向充电电路包括比较器、恒流源、模拟开关、逻辑门电路及单稳态脉冲产生器，所述比较器用于提供积分电容反向充电的预触发信号，所述比较器的第一输入端与所述积分电路的输出端连接；所述比较器的第二输入端与阈值电压连接，阈值电压设置值介于为积分电路线性输出范围的最大值和最小值之间；所述逻辑门电路的一个输入端与比较器的输出端连接，所述逻辑门电路的另一个输入端与输入禁止时间信号连接；所述禁止时间信号是同步于外同步信号的一个或一组延迟脉冲，用于控制定电荷反向充电的过程；所述外同步信号是由被测信号产生系统提供的数字脉冲信号，与被测脉冲具有相同的频率和稳定的延迟关系；当来自比较器的预触发信号有效同时禁止时间信号无效时，逻辑门电路输出触发脉冲信号；当预触发信号有效而禁止时间信号有效时，逻辑门电路不输出触发信号，直到禁止信号变为无效时再输出触发脉冲信号；所述单稳态脉冲产生器用于产生一定时间宽度的脉冲，该脉冲用于控制反向充电的时间，所述单稳态脉冲产生器的输入端与逻辑门电路的输出端连接，所述单稳态脉冲产生器的第一输出端与模拟开关连接，第二输出端与外部的门控数据采集电路连接；所述模拟开关的控制端与单稳态脉冲产生器的输出端连接，所述模拟开关包括一个动触点及两个静触点，所述动触点通过电阻R1与电压基准连接，所述两个静触点中的一个与第一运算放大器A1的反向输入端连接，另一个静触点接地；其中的R1与电压基准决定了反向充电的电流大小；当模拟开关的控制端电压有效时，模拟开关的动触点与第一运算放大器A1的反向输入端连通，积分电路反向充电；当模拟开关的控制电压无效时，模拟开关的动触点与地连接，积分电路正常积分。