峰值保持器PKD01在電觸頭材料電性能模擬試驗裝置中的應用

關鍵詞：PKD01；峰值保持器；電觸頭

１　引言

電觸頭材料電性能模擬試驗裝置的觸頭熔焊力信號一般為持續時間僅幾個微秒的瞬時信號，一般的峰值保持電路采用放大器和分立二極管加電容組成充放電電路，并利用二極管的單向導通性和電容器的存儲作用構成檢測電路。這樣，當脈沖信號到來時，二極管導通；而當電容器被充電至脈沖峰值時，二極管截止。此時，電容器上將保持脈沖峰值。但這種峰值保持電路的線性較差、通頻帶窄，而且峰值保持響應時間受峰值保持電容的影響很大。若選用峰值保持電容較小時，雖然響應的速度較快，但是保持的時間短，不適合本裝置測量的要求。而利用ＡＤ公司生產的ＰＫＤ０１峰值保持器則可將保持時間控制到很長的時間，所以，筆者在設計時選用了ＡＤ公司的ＰＫＤ０１峰值保持器。

２　ＰＫＤ０１的主要特點和內部功能

２．１ ＰＫＤ０１的主要特點

ＰＫＤ０１采用ＤＩＰ－１４封裝，它的引腳排列如圖１所示。ＰＫＤ０１的具體型號分為軍工、工業和民用三個等級，分別對應于ＰＫＤ０１ＡＹ、ＰＫＤ０１ＥＹ、ＰＫＤ０１ＥＰ。ＰＫＤ０１峰值保持器采用跨導型運算放大器，因而具有響應速度快、通頻帶寬、線性好、峰值保持精度高等優點。對于具有瞬變峰值脈沖的信號，通過選擇適當的外接保持電容，ＰＫＤ０１即可快速、準確地檢測并保持峰值脈沖信號，直至發送ＲＳＴ復位信號進行清除為止。

ＰＫＤ０１不但可以保持正脈沖信號，而且可以保持負脈沖信號。通過對外圍電路的設計，它既可以將正脈沖信號按照一定的比例變換后保持，也可以將負脈沖信號按照一定的比例轉換成正電平并進行保持。

對于兩個ＰＫＤ０１來說，如果一個用來做正脈沖峰值檢測，另一個則可做負脈沖峰值檢測，然后將兩個ＰＫＤ０１的檢測結果輸入ＯＰ２７的＋Ｉｎ端，而將ＯＰ２７的－Ｉｎ接地，則可得到既可以檢測正峰值脈沖，又可以檢測負峰值脈沖的峰值檢測電路。此電路的原理圖如圖２所示。

２．２ ＰＫＤ０１的內部電路功能

ＰＫＤ０１的內部電路如圖３所示，它由兩個跨導型增益放大器、一個比較器、一個輸出緩沖器、ＰＮＰ三極管、二極管以及邏輯電路組成。對于一般的應用，器件的比較器引腳可以不接，而將兩個增益放大器的負輸入端和輸出端相連接（直接相接或通過電阻相接）。

脈沖信號可通過跨導型放大器的＋Ｉｎ端輸入，并通過二極管Ｄ１對ＣＨ充電，然后通過輸出緩沖器輸出。

３　工作模式

ＰＫＤ０１有多種工作模式，具體如下：

（１）對于原值保持的峰值檢測電路，可將輸入信號從增益放大器Ａ的＋Ｉｎ輸入，然后啟動ＤＥＴ信號以將信號中每次出現的最大值保存下來，直到下一個最大值出現代替原來保持的峰值為止。而在ＲＳＴ信號到來后，將清除輸出信號。

（２）對于不改變輸入信號極性，只調節輸出信號增益的峰值檢測電路，則需要在輸入端和反饋端接相應阻值的電阻。可以通過調節反饋電阻來調節輸出信號的增益。

（３）對于需改變輸入信號極性，并且可調節輸出信號增益的峰值檢測電路，應該將輸入信號接到增益放大器Ａ的－Ｉｎ端，其余接法與第二種工作模式相同。圖４所示為可改變極性，同時調節輸出信號增益的峰值檢測電路。

４　應用電路

圖５所示為ＰＫＤ０１峰值保持器在電觸頭材料電性能模擬試驗裝置中的應用電路原理圖。其中，Ｃ１５為ＰＫＤ０１的峰值保持電容（選用１０００ｐＦ）；鉭電容Ｃ１９、Ｃ１８和 Ｃ１３、Ｃ１４構成正負電源濾波電路，可用來濾除電源的紋波干擾，提高峰值檢測的精度；其ＲＳＴ和ＤＥＴ兩引腳連接至Ｄ／Ａ的輸出，可用來控制峰值檢測還是復位。需要進行峰值檢測時，可以從Ｄ／Ａ輸出一個低電壓信號給ＤＥＴ，以使ＰＫＤ０１開始進行峰值檢測。當ＰＫＤ０１檢測到一個大于原先保持的峰值脈沖信號時，該檢測電路會將此峰值信號保存下來，直到下一個更大的峰值信號來臨或ＲＳＴ信號有效為止。從試驗結果來看，ＰＫＤ０１組成的峰值檢測電路響應時間很短，可以精確地檢測并保持幾個微秒的觸頭間熔焊力信號。