如何检测一个纳秒级宽度的脉冲的幅度？

只看该作者 · 2010-7-23 17:10

脉冲宽度大概是20ns，如何检测这个脉冲的幅度？
1. 使用峰保将脉冲的峰值保持，然后用AD进行采样，但不知道有没有这么快的峰保；
2. 使用几个高速比较器，对脉冲的幅度分几段进行检测（这个类似高速AD了，呵呵）；
3. 使用高速AD采样，但需要AD的采样速度很高，逻辑也比较复杂；

还有没有好的方法？

只看该作者 · 2010-7-23 17:15

幅度大概有多大？检测精度要求多高？

3万 · 2010-7-23 17:15

用示波器观察该波形幅度。
示波器带宽必须足够。

2万 · 2010-7-23 17:39

做超声波流量的吗？

只看该作者 · 2010-7-23 19:59

足够带宽的示波器是可以的

4万 · 2010-7-23 20:12

老叶做过超声流量计吗？
好象精度很难做高

只看该作者 · 2010-7-23 21:42

用AD采样。我觉得高速只是速度高，逻辑不复杂，这跟低速的方法是一回事。 20ns的脉宽用1GSPS采样的话，可以获得20个点左右，判断其幅度，我觉得是足够的。

只看该作者 · 2010-7-24 07:34

用比较器加计数器就行了，要精确，计数器时钟要到1G以上，不知道你需要的精度是多高。

2万 · 2010-7-24 08:53

老叶做过超声流量计吗？
好象精度很难做高
awey 发表于 2010-7-23 20:12

曾经打算做，搞了一段时间，后来对方承诺的费用一直没支付就放弃了。

这个精度确实做不高，国内做这个厂家在典型工况下能做到2级精度就不错了。

精度主要受制于：
1、超声波在不同流体介质中的传输速度有差异，而实际中流体的情况确实有差异，例如混杂气泡或别的杂质等，特别是气泡，影响巨大。
2、介质温、湿度对超声波速度的影响也很大，虽然有温度补偿的公式，但实际也不是很精确。
3、超声波流量计的频率一般都搞的比较高，而且实际传输的时间很短，使用双回路法测量计时精度非常关键，而且要求发射和接受药真正的并行执行任务，所以高精度的超声波流量计都是用FPGA一类的东西通过硬件实现完全的并行工作，这个依靠MCU是不行的，第一，MCU不可能实现真正意义的任务并行，第二：MCU的速度太低，对时间的计时精度严重不够。
4、超声波发生器有一个起振时间，这个起振时间一致性很差，如果解决不好这个问题，精度也是很差。
5、见过一个德国人的超声波流量检测专用芯片，呵呵，那个号称可以做到PS级别的计时检测，我最近看过几家超声波流量计的产品都是用这个芯片做的，呵呵，可以省去很多事情，如果老A做的话，我推荐你也用它得了，不过这个芯片很贵，06年的时候好像要100个银子，我去年问的时候好像还要60多个银子呢。如果你需要这个芯片的资料，我可以发给你，国内现在也有代理做这个型号了。

只看该作者 · 2010-7-24 15:16

大于0.5V可用1n60检波,运放+二极管校正幅度,跟随输出.

只看该作者 · 2010-7-27 08:28

感谢大家回复。可能有些情况我没说清楚：
1. 要做成一个检测仪器，因此示波器是不行的，呵呵；
2. 脉冲高度从几百毫伏到几伏吧；
3. 幅度的精度要求不高，实在不行将整个测量范围分成4段就可以，判断幅值在哪一段（比较器合适，呵呵）；
4. 脉冲发生的频率很低，时间间隔最短也有几分钟。

只看该作者 · 2010-7-27 10:07

要测量脉冲宽度只有20nS的幅值确实比较难。如果要精确测量的话估计只能用高速ADC了。
如果只是测量门限值的话可以用比较器加触发器测量。

只看该作者 · 2010-7-27 10:31

建议楼主找找峰值保持的方法来实现，前贼先擒王。后续处理会轻松简便许多。
如果找到此等峰保电路后，能否分享一下?

只看该作者 · 2011-5-5 20:25

本帖最后由 FJIYU 于 2011-5-6 00:23 编辑

如是周期性信号，可以采用欠采样。

只看该作者 · 2011-5-7 16:54

没看懂，差距啊

2万 · 2011-5-7 17:16

呵呵，老帖又被翻出来了？

:sleepy:，可惜了俺9楼的经验总结了，估计这个帖子中没几个人需要它。。。

2万 · 2011-5-7 17:20

20ns脉冲，别说峰值保持，就是运放跟随器也不容易吧？
不知道信号源带负载能力如何？如果不加运放跟随，用二极管+电容做峰值保持，意味着信号源自己必须有能力在20ns内将电容充满，还不能影响信号质量。

所以可以考虑射极跟随器：
信号源 --> 射极跟随器 -> 肖特基管 -> 保持电容

这样压降是 VBE 和肖特基管相加，常温下至少0.9V
如果信号幅度在1V以上，而且能补偿好这个压降，这个方案应该是可行的

2万 · 2011-5-7 17:28

本帖最后由 PowerAnts 于 2011-5-7 17:30 编辑

射极跟随器? 注意三极管的开通延迟时间td, 通常也有几十nS

只看该作者 · 2011-5-12 15:42

超声波仪器探头发出的信号为周期性的为多，很多高频示波器，高分辨率的超声仪器，雷达信号，数字电视高频信号模数转换，均采用欠采样，雷达线号，数字电视高频模数转换，否则现有条件纯靠硬件做不上去。

2万 · 2011-5-12 17:47

18# PowerAnts

这种情况当然不能让晶体管工作在开关状态，得一直通
如果脉冲低电平是0，下拉电阻得用负电源提供偏置

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