[发明专利]一种基于低速ADC的脉冲信号采集装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及闪烁氙灯的信号采集装置，尤其涉及一种基于低速ADC的脉冲信号采集装置。

背景技术

闪烁氙灯为脉冲型光源，其瞬时光功率要远远高于普通连续发光氙灯，采用此类光源可以在保证信噪比的情况下大大降低对光源功率的要求，并且可以将光源照明时间与信号采集时间进行同步，减弱了漂白效应对测量结果的影响。在实际应用中，闪烁氙灯的放电时间可为ns级，放电频率为1KHz，通常采用高速ADC或采集卡进行连续采集，这种采集装置不仅会导致设备研发成本上升，而且由于氙灯信号的稀疏窄脉冲特性，所采集的数据中会包含大量无用数据，对后续的数据处理过程带来较大的难度。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种用于实现脉冲信号的低速ADC采样，进而节省电路成本、减少无用信号、便于数据后期处理的信号采集装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种基于低速ADC的脉冲信号采集装置，其包括有：一脉冲拓宽电路，其输入端用于接入脉冲信号，所述脉冲拓宽电路用于将脉冲信号中的脉冲电平拓宽；一ADC单元，用于对拓宽后的脉冲信号进行模数转换；一信号处理单元，连接于ADC单元的输出端，所述信号处理单元用于接收ADC单元输出的数字信号。

优选地，所述脉冲拓宽电路包括有第一电阻、第二电阻、二极管和电容，所述第一电阻的前端和第二电阻的前端相互连接后作为脉冲拓宽电路的输入端，所述第一电阻的后端连接于二极管的阳极，所述二极管的阴极、第二电阻的后端和电容的前端相互连接后作为脉冲拓宽电路的输出端，所述电容的后端接地，所述第一电阻的阻值小于第二电阻的阻值。

优选地，还包括有串接于脉冲拓宽电路和ADC单元之间的采样保持电路，所述采样保持电路用于将脉冲拓宽电路输出的脉冲信号在脉宽范围内保持于电平值，之后传输至ADC单元。

优选地，所述采样保持电路包括有型号为AD684的采样保持器。

优选地，所述ADC单元是采样频率为1KHz的模数转换器。

优选地，所述信号处理单元包括有单片机及其外围电路。

一种基于低速ADC的脉冲信号采集方法，该方法基于一装置实现，所述装置包括有一脉冲拓宽电路、一ADC单元及一信号处理单元，所述方法包括：步骤S1，为脉冲拓宽电路的输入端接入脉冲信号；

步骤S2，所述脉冲拓宽电路将脉冲信号中的脉冲电平拓宽；

步骤S3，所述ADC单元对拓宽后的脉冲信号进行模数转换；

步骤S4，所述ADC单元将模数转换后的数字信号传输至信号处理单元。

优选地，所述脉冲拓宽电路包括有第一电阻、第二电阻、二极管和电容，所述第一电阻的前端和第二电阻的前端相互连接后作为脉冲拓宽电路的输入端，所述第一电阻的后端连接于二极管的阳极，所述二极管的阴极、第二电阻的后端和电容的前端相互连接后作为脉冲拓宽电路的输出端，所述电容的后端接地，所述第一电阻的阻值小于第二电阻的阻值；所述步骤S2中，当所述脉冲拓宽电路的输入端接入脉冲电平时，所述二极管导通以令电容充电，同时脉冲拓宽电路的输出端产生脉冲电平，当所述脉冲拓宽电路输入端的脉冲电平消失时，所述二极管截止，所述电容通过第二电阻放电，所述脉冲拓宽电路输出端的脉冲电平持续时间随电容的放电过程而延长。

优选地，所述脉冲拓宽电路和ADC单元之间串接有采样保持电路，执行所述步骤S3之前，利用所述采样保持电路先将脉冲拓宽电路输出的脉冲信号在脉宽范围内保持于电平值，之后传输至ADC单元。

优选地，所述采样保持电路包括有型号为AD684的采样保持器，所述ADC单元是采样频率为1KHz的模数转换器，所述信号处理单元包括有单片机及其外围电路。

本发明公开的基于低速ADC的脉冲信号采集装置，其工作过程中，当脉冲拓宽电路的输入端接入脉冲信号时，藉由该脉冲拓宽电路将脉冲信号中的脉冲电平拓宽，再利用ADC单元对拓宽后的脉冲信号进行模数转换，之后将数字信号传输至信号处理单元，本发明利用脉冲拓宽电路对窄脉冲信号进行拓宽之后，延长了脉冲电平的持续时间，基于该特性，仅利用低速ADC即可实现对脉冲信号的采集和转换，使得ADC单元可以选用低速ADC转换器，无需价格较高的高速ADC，同时，拓宽后的脉冲电平将会覆盖一些无用的尖峰信号，相比现有技术中采用高速ADC的电路而言，本发明大大减少了无用信号，提高了后期信号处理过程中的准确性和可靠性。

附图说明

图1为本发明脉冲信号采集装置的电路图。