專利名稱：峰值采樣保持電路，峰值采樣保持方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及峰值采樣保持技術(shù)，尤其涉及在計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)中的峰值采樣保持電路及其 應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在電源系統(tǒng)中，輸入電壓的大小是決定系統(tǒng)能否正常工作的重要因素，因此需要通過(guò)采 樣保持對(duì)線電壓進(jìn)行采樣。圖l為現(xiàn)有的采樣保持電路的電路圖。該采樣保持電路包括輸入
緩沖模塊23、采樣模塊24、保持模塊25、輸出緩沖模塊26。
所述輸入緩沖模塊23包括由運(yùn)算放大器12組成的跟隨器，跟隨器的正輸入端接輸入信號(hào) 線ll，跟隨器的負(fù)端和輸出相連。
所述采樣模塊24包括采樣開關(guān)13、采樣電容15和采樣開關(guān)的控制線21，采樣開關(guān)21的一 端接輸入緩沖模塊23的跟隨器的輸出，釆樣開關(guān)的另一端接采樣電容的一端，采樣電容的另 一端接地；當(dāng)控制線21為高電平時(shí)采樣開關(guān)導(dǎo)通，控制線21為低電平時(shí)采樣開關(guān)不導(dǎo)通。
所述保持模塊25包括保持開關(guān)16、保持電容18和保持開關(guān)的控制線22，保持開關(guān)16的一 端接采樣電容，保持開關(guān)16的另一端接保持電容，保持電容的另一端接地；當(dāng)控制線22為高 電平時(shí)保持開關(guān)導(dǎo)通，控制線22為低電平時(shí)保持開關(guān)不導(dǎo)通。
所述輸出緩沖模塊26是由運(yùn)算放大器19組成的跟隨器，跟隨器的正輸入端接保持電容18， 跟隨器的負(fù)端作為輸出端20。
圖2是現(xiàn)有的采樣保持電路在交流輸入下的各點(diǎn)波形圖。
現(xiàn)有采樣保持電路原理為當(dāng)控制線21為高電平和控制線22為低電平時(shí)，采樣開關(guān)13導(dǎo) 通，保持開關(guān)16不導(dǎo)通，此時(shí)對(duì)采樣電容15進(jìn)行充電，信號(hào)線14的電壓上升到輸入信號(hào)11的 電壓值為止；釆樣完成后進(jìn)入保持階段，此時(shí)控制線21為低電平和控制信號(hào)22為高電平，采 樣開關(guān)13不導(dǎo)通、保持開關(guān)16導(dǎo)通，采樣電容15上的電荷流到保持電容18，相當(dāng)于采樣電容 15對(duì)保持電容18充電；最后由跟隨器輸出，得到采樣保持電壓。
現(xiàn)有采樣保持電路的不足之處在于當(dāng)保持開關(guān)16導(dǎo)通、采樣開關(guān)13不導(dǎo)通時(shí)，采樣電容 上面的電荷會(huì)流到保持電容18上，對(duì)保持電容進(jìn)行充電，直到采樣電容15上的電壓和保持電 容上的電壓相等才結(jié)束對(duì)保持電容的充電，這樣最后得到的結(jié)果是保持電容上的電壓是采樣 電容15和保持電容18平衡時(shí)的電壓，而不是輸入線ll的電壓，輸出電壓不能很好的再現(xiàn)輸入信號(hào)的電壓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以較好地再現(xiàn)輸入信號(hào)的峰值采樣保持電路。
本發(fā)明還提供了一種峰值采樣保持的方法。 同時(shí)本發(fā)明還提供了一種峰值采樣保持電路的應(yīng)用系統(tǒng)。
峰值采樣保持電路，包括峰值采樣模塊、峰值采樣緩沖輸出模塊、峰值保持模塊、峰值 輸出緩沖模塊和清零模塊
所述峰值采樣模塊采樣輸入信號(hào)的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的峰值電壓；
所述峰值采樣緩沖輸出模塊對(duì)所述峰值電壓進(jìn)行跟隨，并增強(qiáng)所述峰值電壓的負(fù)載驅(qū)動(dòng) 能力；
所述峰值保持模塊對(duì)峰值采樣緩沖輸出模塊輸出的電壓進(jìn)行保持； 所述峰值輸出緩沖模塊增強(qiáng)所述峰值保持模塊的輸出負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力；
所述清零模塊在峰值保持模塊輸出電壓后，將峰值采樣模塊輸出的上一周期峰值電壓及 時(shí)進(jìn)行清零，以便下一周期進(jìn)行峰值采樣。
所述峰值采樣模塊包括輸入緩沖器、比較器、采樣開關(guān)、采樣電容、邏輯門
所述比較器比較輸入信號(hào)的電壓與峰值采樣緩沖輸出模塊輸出的電壓，比較器的輸出同 采樣控制線的控制信號(hào)輸入邏輯門，當(dāng)峰值采樣模塊輸入信號(hào)的電壓大于采樣緩沖輸出模塊 輸出的電壓時(shí)，且采樣控制線為有效控制電平的控制下，使得采樣開關(guān)導(dǎo)通，采樣電容進(jìn)行 采樣；當(dāng)輸入信號(hào)的電壓小于采樣緩沖輸出模塊輸出的電壓，或采樣控制線為為無(wú)效控制電 平的控制下，采樣開關(guān)關(guān)斷，釆樣電容不進(jìn)行采樣，保持原狀態(tài)；
所述輸入緩沖器為第一運(yùn)算放大器，第一運(yùn)算放大器的正端接輸入信號(hào)，第一運(yùn)算放大 器的負(fù)端連接第一運(yùn)算放大器的輸出，第一運(yùn)算放大器的輸出端連接采樣開關(guān)；
所述采樣電容的一端接采樣開關(guān)的輸出，另一端接地。
所述采樣開關(guān)由一個(gè)PMOS管、 一個(gè)剛0S管、 一個(gè)反相器組成，所述PMOS管的漏極連接NMOS 管的源極并作為采樣開關(guān)管的一端，所述PMOS管的源極連接NMOS管的漏極并作為采樣開關(guān)的 另一端，所述PMOS管的柵極和NMOS的柵極通過(guò)反向器連接，PMOS管或NMOS管的柵極連接所述 的邏輯門。
所述采樣開關(guān)的另外一種實(shí)現(xiàn)方式是由一個(gè)MOS管組成，所述MOS管的源極和漏極分別作
8為采樣開關(guān)的兩端，柵極連接所述的邏輯門。
所述峰值采樣緩沖輸出模塊為第二運(yùn)算放大器組成的跟隨器，所述第二運(yùn)算放大器的正 端連接峰值采樣模塊的輸出，第二運(yùn)算放大器的負(fù)端連接運(yùn)算放大器的輸出端，第二運(yùn)算放 大器的輸出連接峰值保持模塊。
所述峰值保持模塊包括保持開關(guān)、保持電容、峰值保持控制線，當(dāng)峰值保持控制線為有 效控制電平，保持開關(guān)導(dǎo)通，保持電容進(jìn)行充電，直到充電到峰值采樣模塊輸出的峰值電壓 為止，從而使得峰值采樣模塊輸出的峰值電壓轉(zhuǎn)移到峰值保持模塊的輸出電壓；當(dāng)峰值保持 控制線為無(wú)效控制電平，保持開關(guān)不導(dǎo)通，此時(shí)保持電容維持原來(lái)的電壓值；所述的保持電 容一端連接保持開關(guān)，另一端接地。
所述保持開關(guān)是由一個(gè)PMOS管、 一個(gè)NM0S管、 一個(gè)反相器組成，所述PMOS管的漏極連接 麗0S管的源極(或漏極)并作為保持開關(guān)管的一端，所述PMOS管的源極連接麗OS管的漏極(或 源極)并作為保持開關(guān)的另一端，所述PMOS管的柵極和NMOS的柵極通過(guò)反向器連接，PM0S管 或NM0S管的柵極連接保持控制線。
所述保持開關(guān)另外一種實(shí)現(xiàn)是由一個(gè)MOS管組成，所述MOS管的源極和漏極分別作為采樣 開關(guān)的兩端，柵極連接所述保持控制線。
所述的峰值輸出緩沖模塊為由第三運(yùn)算放大器構(gòu)成的跟隨器組成，所述的第三運(yùn)算放大 器的正端連接峰值保持模塊的輸出，第三運(yùn)算放大器的負(fù)端連接第三運(yùn)算放大器的輸出端， 第三運(yùn)算放大器的輸出端為峰值釆樣保持電路的輸出。
所述清零模塊是由一個(gè)剛OS管和清零控制線組成，所述^10S管的漏端接峰值采樣模塊的 輸出，麗OS管的源端接地，清零控制線控制NMOS管的柵極，當(dāng)清零控制線為有效控制電平時(shí)， 麗OS管對(duì)地導(dǎo)通，使得采樣電容的上一周期峰值采樣的電壓進(jìn)行放電；當(dāng)清零控制線為無(wú)效 控制電平時(shí)，麗OS管不導(dǎo)通，采樣電容上的電壓維持上一周期的峰值采樣的電壓；
所述輸入信號(hào)為直流信號(hào)或交流信號(hào)。
所述的峰值采樣控制線、峰值保持控制線和清零控制線在每個(gè)周期內(nèi)依次進(jìn)行控制。 峰值采樣保持的方法，包括如下步驟
(1) 采樣輸入信號(hào)的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的峰值電壓；
(2) 對(duì)所述峰值電壓進(jìn)行跟隨，增強(qiáng)峰值電壓，輸出跟隨電壓，同時(shí)該步驟輸出的保持 電壓反饋給步驟(1)進(jìn)行采樣比較；
(3) 對(duì)步驟(2)輸出的跟隨電壓進(jìn)行保持，同時(shí)該步驟輸出保持電壓；
(4) 對(duì)步驟(3)的輸出的保持電壓進(jìn)行增強(qiáng)后作為峰值輸出電壓；(5) 對(duì)峰值采樣電壓進(jìn)行清零，以便下一周期進(jìn)行峰值采樣；
(6) 重復(fù)步驟(1) 一 (5)。
所述步驟(1)實(shí)現(xiàn)的方法為通過(guò)比較器比較輸入信號(hào)的電壓值與步驟(2)反饋的保 持電壓，所述比較器的輸出同采樣控制線的信號(hào)輸入邏輯門，當(dāng)輸入信號(hào)的電壓大于步驟(2) 輸出的保持電壓，且采樣控制線為有效控制電平時(shí)，采樣開關(guān)導(dǎo)通，采樣電容對(duì)輸入信號(hào)進(jìn) 行采樣；當(dāng)輸入信號(hào)的電壓小于步驟(2)輸出的保持電壓，或采樣控制線為無(wú)效控制電平時(shí)， 采樣開關(guān)關(guān)斷，采樣電容不進(jìn)行采樣，保持原狀態(tài)。
所述步驟(2)實(shí)現(xiàn)的方法為通過(guò)第二運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)對(duì)峰值電壓的跟隨。 所述步驟(3)實(shí)現(xiàn)的方法為當(dāng)峰值保持控制線為有效控制電平時(shí)，保持開關(guān)導(dǎo)通，保 持電容進(jìn)行充電，直到充電到步驟(1)輸出的的峰值電壓為止，從而使得峰值電壓轉(zhuǎn)移到保 持電壓；當(dāng)峰值保持控制線為無(wú)效控制電平，保持開關(guān)不導(dǎo)通，此時(shí)保持電容維持原來(lái)的電 壓值。
所述步驟(4)實(shí)現(xiàn)的方法為通過(guò)第三運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)對(duì)保持電壓的跟隨。
所述步驟(5)實(shí)現(xiàn)的方法為清零控制線控制MOS管的柵極，當(dāng)清零控制線為有效控制 電平時(shí)，M0S管對(duì)地導(dǎo)通，使得采樣電容的上一周期峰值采樣的電壓進(jìn)行放電；當(dāng)清零控制線 為無(wú)效控制電平時(shí)，M0S管不導(dǎo)通，采樣電容上的電壓維持上一周期的峰值采樣的電壓。
峰值采樣保持電路的應(yīng)用系統(tǒng)，包括主變壓器、兩個(gè)整流的肖特基二極管3、兩個(gè)分壓電 阻、濾波電容、峰值采樣保持電路。
所述變壓器為計(jì)算機(jī)電源的主變壓器，在變壓器的副邊產(chǎn)生出與匝數(shù)比成比例的電壓；
所述兩個(gè)肖特基二極管整流副邊產(chǎn)生的電壓，兩個(gè)肖特基二極管分別接在副邊兩個(gè)抽頭 的兩端，肖特基二極管PN結(jié)正向?yàn)閺闹髯儔浩鞲边叺椒謮弘娮瑁?br> 所述兩個(gè)電阻是分壓作用，通過(guò)這兩電阻的分壓可以降低輸入到峰值采樣保持電路的電 壓，便于芯片對(duì)這一電壓進(jìn)行處理；
所述電容是對(duì)通過(guò)整流分壓后的電壓進(jìn)行濾波，電容的一端接地，另一端接分壓出來(lái)的 節(jié)點(diǎn)上，得到電壓進(jìn)入峰值采樣保持電路進(jìn)行處理，當(dāng)濾波電容容值很大時(shí)，峰值采樣保持 電路的輸入電壓是直流電壓；當(dāng)濾波電容容值很小時(shí)，峰值采樣保持電路的輸入電壓是交流 電壓。
所述的峰值采樣保持電路如前所述。
本發(fā)明的有益效果是通過(guò)峰值采樣模塊解決了何時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，即當(dāng)輸入峰值采樣 保持電路的電壓大于采樣緩沖輸出的的電壓時(shí)進(jìn)行；通過(guò)峰值采樣緩沖輸出模塊增加負(fù)載驅(qū)電壓和峰值保持模塊輸出的電壓進(jìn)行隔離，以免 峰值采樣模塊輸出的電壓與峰值保持模塊輸出的電壓有差異；通過(guò)峰值保持模塊將每一周期 的峰值進(jìn)行保持；通過(guò)清零模塊清除上一周期的峰值采樣出來(lái)的電壓，實(shí)時(shí)清零可以準(zhǔn)確得 到峰值電壓；避免采樣電容上的電荷積累；通過(guò)峰值輸出緩沖模塊增強(qiáng)負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力，同時(shí) 可以有效地將峰值保持模塊輸出的電壓和最終輸出的電壓進(jìn)行隔離。該電路應(yīng)用到計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)上能夠有效地采樣輸入電壓的峰值信號(hào)，通過(guò)峰值采樣保持電路得到的峰值信號(hào)根據(jù)系統(tǒng) 的設(shè)置進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。


圖l為現(xiàn)有技術(shù)的采樣保持電路的電路圖。
圖2為圖1所示的采樣保持電路的各點(diǎn)波形圖。
圖3為本發(fā)明的峰值采樣保持電路結(jié)構(gòu)圖。
圖4為本發(fā)明的峰值采樣保持電路的第一種電路圖。
圖5為圖4的直流電壓輸入的各點(diǎn)波形圖。
圖6為圖4的交流電壓輸入的各點(diǎn)波形圖。
圖7為本發(fā)明的峰值采樣保持電路的第二種電路圖。
圖8為本發(fā)明的峰值采樣保持電路的第三種電路圖。
圖9為圖8的直流電壓輸入的各點(diǎn)波形圖。
圖10為圖8的交流電壓輸入的各點(diǎn)波形圖。
圖ll為本發(fā)明峰值采樣保持電路的應(yīng)用系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明內(nèi)容進(jìn)一步說(shuō)明。
峰值采樣保持電路，如圖4所示，包括峰值采樣模塊41、峰值采樣緩沖輸出模塊43、峰值 保持模塊44、峰值輸出緩沖模塊45和清零模塊42，如圖4、 7、 8所示 所述峰值釆樣模塊41采樣輸入信號(hào)37的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的峰值電壓46;
所述峰值采樣緩沖輸出模塊43對(duì)所述峰值電壓46進(jìn)行跟隨，并增強(qiáng)所述峰值電壓46的負(fù) 載驅(qū)動(dòng)能力；
所述峰值保持模塊44對(duì)峰值采樣緩沖輸出模塊43輸出的電壓47進(jìn)行保持 所述峰值輸出緩沖模塊45增強(qiáng)所述峰值保持模塊44的輸出負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力所述清零模塊42在峰值保持模塊44輸出電壓后，將峰值采樣模塊41輸出的上一周期峰值 電壓及時(shí)進(jìn)行清零，以便下一周期進(jìn)行峰值采樣。
所述峰值采樣模塊41包括輸入緩沖器51、比較器52、采樣開關(guān)81、采樣電容55、邏輯門
58:
所述比較器52比較輸入信號(hào)37的電壓與峰值采樣緩沖輸出模塊43輸出的電壓47,比較器 的輸出68同采樣控制線57的信號(hào)輸入邏輯門58，當(dāng)峰值采樣模塊41的輸入信號(hào)37的電壓大于 采樣緩沖輸出模塊43輸出的電壓47，且釆樣控制線57為高電平，采樣開關(guān)81導(dǎo)通，采樣電容 55進(jìn)行采樣；當(dāng)輸入信號(hào)37的電壓小于釆樣緩沖輸出模塊43輸出的電壓47，或采樣控制線57 為低電平，采樣開關(guān)關(guān)斷，采樣電容55不進(jìn)行采樣，保持原狀態(tài)，在本實(shí)施例中，所述邏輯 門58為與非門。
所述輸入緩沖器51為第一運(yùn)算放大器51，第一運(yùn)算放大器51的正端接輸入信號(hào)37,第一 運(yùn)算放大器51的負(fù)端連接運(yùn)算放大器51的輸出，第一運(yùn)算放大器51的輸出端連接采樣開關(guān)81。 所述采樣電容55的一端接采樣開關(guān)的輸出，另一端接地。
如圖4所示，所述采樣開關(guān)81是由一個(gè)PM0S管72、 一個(gè)麗0S管71、 一個(gè)反相器73組成； 如圖7所示的采樣開關(guān)是圖4的一種替換。
如圖8所示的采樣開關(guān)是圖4的一種替換，所述采樣開關(guān)81是由一個(gè),0S管72組成；
所述峰值采樣緩沖輸出模塊43為第二運(yùn)算放大器61組成的跟隨器，所述第二運(yùn)算放大器 61的正端連接峰值采樣模塊的輸出46，第二運(yùn)算放大器61的負(fù)端連第二接運(yùn)算放大器61的輸 出端，第二運(yùn)算放大器的輸出47連接峰值保持模塊44。
所述峰值保持模塊44包括保持開關(guān)82、保持電容66、峰值保持控制線65，當(dāng)峰值保持控 制線65為高電平，保持開關(guān)82導(dǎo)通，保持電容66進(jìn)行充電，直到充電到峰值采樣模塊41輸出 的峰值電壓46為止，從而使得峰值采樣模塊41輸出的峰值電壓46轉(zhuǎn)移到峰值保持模塊44的輸 出電壓48;當(dāng)峰值保持控制線65為低電平，保持開關(guān)82不導(dǎo)通，此時(shí)保持電容66維持原來(lái)的 電壓值；所述的保持電容66—端連接保持開關(guān)，另一端接地。
如圖4所示，所述保持開關(guān)82是由一個(gè)PM0S管74、 一個(gè)剛0S管75、 一個(gè)反相器76組成。
如圖7所示的保持開關(guān)是圖4的一種替換。
如圖8所示的保持開關(guān)是圖4的一種替換，所述的保持開關(guān)由一個(gè)麗OS管組成。 所述的峰值輸出緩沖模塊45由第三運(yùn)算放大器67接成的跟隨器組成，所述的第三運(yùn)算放 大器67的正端連接峰值保持模塊45的輸出48,第三運(yùn)算放大器67的負(fù)端連接第三運(yùn)算放大器 67的輸出端，第三運(yùn)算放大器67的輸出端為峰值采樣保持電路的輸出。所述清零模塊42是由NM0S管60和清零控制線59組成，所述剛OS管60的漏端接峰值采樣模 塊41的輸出46， NM0S管60的源端接地，清零控制線59控制雨0S管的柵極，當(dāng)清零控制線59為 高電平時(shí)，NM0S管60對(duì)地導(dǎo)通，使得采樣電容55上的上一周期峰值采樣的電壓進(jìn)行放電；當(dāng) 清零控制線59為低電平時(shí)，NMOS管60不導(dǎo)通，采樣電容的電壓維持上一周期的峰值采樣的電 壓；
所述輸入信號(hào)37為直流信號(hào)或交流信號(hào)。 如圖5所示，為圖4的直流電壓輸入37的各點(diǎn)波形圖。 如圖6所示，為圖4的交流電壓輸入37的各點(diǎn)波形圖。 圖9為圖8的直流電壓輸入的各點(diǎn)波形圖。 圖10為圖8的交流電壓輸入的各點(diǎn)波形圖。
如圖5, 6， 9， IO所示，峰值采樣控制線57、峰值保持控制線65和清零控制線59在每個(gè)周 期內(nèi)依次進(jìn)行控制，這三個(gè)控制線都是當(dāng)高電平時(shí)有效的，即當(dāng)峰值采樣控制線57為高電平 時(shí)進(jìn)行采樣，當(dāng)峰值保持控制線65為高電平時(shí)進(jìn)行峰值電壓保持，當(dāng)清零控制線59為高電平 時(shí)對(duì)峰值采樣的電壓進(jìn)行清零處理。
如圖11所示，峰值采樣保持電路的應(yīng)用系統(tǒng)，包括主變壓器31、兩個(gè)整流的肖特基二極 管32和33、兩個(gè)分壓電阻34和35、濾波電容36、峰值采樣保持電路39。
所述變壓器31為計(jì)算機(jī)電源的主變壓器，在變壓器的副邊產(chǎn)生出與匝數(shù)比成比例的電壓；
所述兩個(gè)肖特基二極管32和33整流副邊產(chǎn)生的電壓，兩個(gè)肖特基二極管分別接在副邊兩 個(gè)抽頭的兩端，肖特基二極管PN結(jié)正向?yàn)閺闹髯儔浩鞲边叺椒謮弘娮瑁?br> 所述電阻34和35是分壓作用，通過(guò)這兩電阻的分壓可以降低輸入到峰值采樣保持電路39 的電壓，便于芯片對(duì)這一電壓進(jìn)行處理；
所述電容36是對(duì)通過(guò)整流分壓后的電壓進(jìn)行濾波，電容的一端接地，另一端接分壓出來(lái) 的節(jié)點(diǎn)上，得到電壓進(jìn)入峰值釆樣保持電路進(jìn)行處理，當(dāng)濾波電容容值很大時(shí)，峰值采樣保 持電路39的輸入電壓是直流電壓；當(dāng)濾波電容值很小時(shí)，峰值采樣保持電路39的輸入電壓是 交流電壓；
所述的峰值采樣保持電路如前所述。
本發(fā)明公開了一種峰值采樣保持電路，峰值采樣保持方法及應(yīng)用，并且參照附圖描述了 本發(fā)明的具體實(shí)施方式
和效果。應(yīng)該理解到的是上述實(shí)施例只是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明，而不是 對(duì)本發(fā)明的限制，任何不超出本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，包括但不限于對(duì)峰值采樣 電路和峰值保持電路的組成方式的修改、對(duì)電路的局部構(gòu)造的變更(如利用本領(lǐng)域技術(shù)人員
13所能想到的技術(shù)方法替換本發(fā)明中的運(yùn)算放大器和比較器部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變換)、對(duì)元器件的
類型或型號(hào)的替換(如對(duì)清零模塊的mros進(jìn)行替換)等，以及采樣開關(guān)和保持開關(guān)的組合進(jìn)
行修改和其他非實(shí)質(zhì)性的替換或修改，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.峰值采樣保持電路，其特征在于包括峰值采樣模塊、峰值采樣緩沖輸出模塊、峰值保持模塊、峰值輸出緩沖模塊和清零模塊所述峰值采樣模塊采樣輸入信號(hào)的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的峰值電壓；所述峰值采樣緩沖輸出模塊對(duì)所述峰值電壓進(jìn)行跟隨，增強(qiáng)所述峰值電壓負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力所述峰值保持模塊對(duì)峰值采樣緩沖輸出模塊輸出的電壓進(jìn)行保持；所述峰值輸出緩沖模塊增強(qiáng)所述峰值保持模塊的輸出負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力；所述清零模塊在峰值保持模塊輸出電壓后，將峰值采樣模塊輸出的上一周期峰值電壓及時(shí)進(jìn)行清零，以便下一周期進(jìn)行峰值采樣。
2. 如權(quán)利要求l所述峰值采樣保持電路，其特征在于所述峰值采樣模塊包括輸入緩沖器、比 較器、采樣開關(guān)、采樣電容、邏輯門所述比較器比較輸入信號(hào)的電壓與峰值采樣緩沖輸出模塊輸出的電壓，比較器的輸出同 采樣控制線的信號(hào)輸入邏輯門，當(dāng)峰值采樣模塊輸入信號(hào)的電壓值大于采樣緩沖輸出模塊輸 出的電壓時(shí)，且采樣控制線為有效控制電平的控制下，使得采樣開關(guān)導(dǎo)通，采樣電容進(jìn)行采 樣；當(dāng)輸入信號(hào)的電壓小于采樣緩沖輸出模塊輸出的電壓，或采樣控制線為無(wú)效控制電平的 控制下，采樣開關(guān)關(guān)斷，采樣電容不進(jìn)行采樣，保持原狀態(tài)；所述輸入緩沖器為第一運(yùn)算放大器，第一運(yùn)算放大器的正端接輸入信號(hào)，第一運(yùn)算放大 器的負(fù)端連接運(yùn)算放大器的輸出，第一運(yùn)算放大器的輸出端連接釆樣開關(guān)；所述采樣電容的一端接采樣開關(guān)的輸出，另一端接地。
3. 如權(quán)利要求2所述峰值采樣保持電路，其特征在于所述采樣開關(guān)由第一PMOS管、第一NM0S 管、第一反相器組成，所述第一PMOS管的漏極連接第一剛OS管的源極并作為采樣開關(guān)管的 一端，所述第一PMOS管的源極連接第一剛OS管的漏極并作為采樣開關(guān)的另一端，所述第一 PMOS管的柵極和第一NMOS的柵極通過(guò)第一反向器連接，第一PMOS管或第一畫OS管的柵極連 接所述的邏輯門。
4. 如權(quán)利要求2所述峰值采樣保持電路，其特征在于所述采樣開關(guān)由第一PMOS管、第一隨0S 管、第一反相器組成，所述第一PMOS管的漏極連接第一隱OS管的漏極并作為采樣開關(guān)管的 一端，所述第一PMOS管的源極連接第一醒OS管的源極并作為采樣開關(guān)的另一端，所述第一 PMOS管的柵極和第一麗OS的柵極通過(guò)第一反向器連接，第一PMOS管或第一NMOS管的柵極連 接所述的邏輯門。
5. 如權(quán)利要求2所述峰值采樣保持電路，其特征在于所述采樣開關(guān)由第一MOS管組成，所述第 一MOS管的源極和漏極分別作為采樣開關(guān)的兩端，柵極連接所述邏輯門。
6. 如權(quán)利要求l所述峰值采樣保持電路，其特征在于所述峰值釆樣緩沖輸出模塊為第二運(yùn)算 放大器組成的跟隨器，所述第二運(yùn)算放大器的正端連接峰值采樣模塊的輸出，第二運(yùn)算放 大器的負(fù)端連接第二運(yùn)算放大器的輸出端，第二運(yùn)算放大器的輸出連接峰值采樣保持電 路。
7. 如權(quán)利要求l所述峰值采樣保持電路，其特征在于所述峰值保持模塊包括保持開關(guān)、保持 電容、峰值保持控制線，當(dāng)峰值保持控制線為有效控制電平，保持開關(guān)導(dǎo)通，保持電容進(jìn) 行充電，直到充電到峰值采樣模塊輸出的峰值電壓為止，從而使得峰值采樣模塊輸出的峰 值電壓轉(zhuǎn)移到峰值保持模塊的輸出電壓；當(dāng)峰值保持控制線為無(wú)效控制電平，保持開關(guān)不 導(dǎo)通，此時(shí)保持電容維持原來(lái)的電壓值；所述的保持電容一端連接保持開關(guān)的輸出，另一 端接地。
8. 如權(quán)利要求7所述峰值采樣保持電路，其特征在于所述保持開關(guān)是由第二PMOS管、第二固OS 管、 一個(gè)反相器組成，所述第二PMOS管的漏極連接NMOS管的源極并作為保持開關(guān)管的一端， 所述第二PMOS管的源極連接第二NMOS管的漏極并作為保持開關(guān)的另一端，所述第二PMOS 管的柵極和第二醒OS的柵極通過(guò)反向器連接，第二PMOS管或第二NMOS管的柵極連接所述保 持控制線。
9. 如權(quán)利要求7所述峰值采樣保持電路，其特征在于所述保持開關(guān)由第二MOS管組成，所述第 二MOS管的源極和漏極分別作為采樣開關(guān)的兩端，柵極連接所述保持控制線。
10. 如權(quán)利要求I所述峰值采樣保持電路，其特征在于所述峰值輸出緩沖模塊為由第三運(yùn)算放 大器構(gòu)成的跟隨器組成，所述的第三運(yùn)算放大器的正端連接峰值保持模塊的輸出，第三運(yùn) 算放大器的負(fù)端連接第三運(yùn)算放大器的輸出端，第三運(yùn)算放大器的輸出端為峰值輸出緩沖 模塊電路的輸出。
11. 如權(quán)利要求l所述峰值采樣保持電路，其特征在于所述清零模塊是由一個(gè)mK)S管和清零控 制線組成，所述醒OS管的漏端接峰值采樣模塊的輸出，隨OS管的源端接地，清零控制線控 制函OS管的柵極，當(dāng)清零控制線為有效控制電平時(shí)，剛OS管對(duì)地導(dǎo)通，使得采樣電容的上 一周期峰值采樣的電壓進(jìn)行放電；當(dāng)清零控制線為無(wú)效控制電平時(shí)，畫OS管不導(dǎo)通，采樣 電容上的電壓維持上一周期的峰值采樣的電壓。
12. 如權(quán)利要求l所述峰值采樣保持電路，其特征在于輸入信號(hào)為直流信號(hào)或交流信號(hào)。
13. 如權(quán)利要求2、 7、 ll所述的峰值采樣控制線、峰值保持控制線和清零控制線在每個(gè)周期內(nèi) 依次進(jìn)行控制。
14. 峰值采樣保持的方法，其特征在于包括如下步驟(1) 釆樣輸入信號(hào)的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的峰值電壓；(2) 對(duì)所述峰值電壓進(jìn)行跟隨，增強(qiáng)峰值電壓，輸出跟隨電壓，同時(shí)該步驟輸出的保 持電壓反饋給步驟(1)進(jìn)行采樣比較；(3) 對(duì)步驟(2)輸出的跟隨電壓進(jìn)行保持，同時(shí)該步驟輸出保持電壓；(4) 對(duì)步驟(3)的輸出的保持電壓進(jìn)行增強(qiáng)后作為峰值輸出電壓；(5) 對(duì)峰值采樣電壓進(jìn)行清零，以便下一周期進(jìn)行峰值采樣；(6) 重復(fù)步驟(1) — (5)。
15. 如權(quán)利要求14所述峰值釆樣保持的方法，其特征在于所述步驟(1)實(shí)現(xiàn)的方法為通過(guò) 比較器比較輸入信號(hào)的電壓值與步驟(2)反饋的保持電壓，所述比較器的輸出同采樣控 制線的信號(hào)輸入邏輯門，當(dāng)輸入信號(hào)的電壓大于步驟(2)輸出的保持電壓，且采樣控制 線為有效控制電平時(shí)，采樣開關(guān)導(dǎo)通，釆樣電容對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣；當(dāng)輸入信號(hào)的電壓 小于步驟(2)輸出的保持電壓，或采樣控制線為無(wú)效控制電平時(shí)，采樣開關(guān)關(guān)斷，采樣 電容不進(jìn)行采樣，保持原狀態(tài)。
16. 如權(quán)利要求14所述峰值采樣保持的方法，其特征在于所述步驟(2)實(shí)現(xiàn)的方法為通過(guò)第二運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)對(duì)峰值電壓的跟隨。
17. 如權(quán)利要求14所述峰值釆樣保持的方法，其特征在于所述歩驟(3)實(shí)現(xiàn)的方法為當(dāng)峰 值保持控制線為有效控制電平時(shí)，保持開關(guān)導(dǎo)通，保持電容進(jìn)行充電，直到充電到步驟(l) 輸出的的峰值電壓為止，從而使得峰值電壓轉(zhuǎn)移到保持電壓；當(dāng)峰值保持控制線為無(wú)效控 制電平，保持開關(guān)不導(dǎo)通，此時(shí)保持電容維持原來(lái)的電壓值。
18. 如權(quán)利要求14所述峰值采樣保持的方法，其特征在于所述步驟(4)實(shí)現(xiàn)的方法為通過(guò) 第三運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)對(duì)保持電壓的跟隨。
19. 如權(quán)利要求14所述峰值采樣保持的方法，其特征在于所述步驟(5)實(shí)現(xiàn)的方法為清零 控制線控制MOS管的柵極，當(dāng)清零控制線為有效控制電平時(shí)，M0S管對(duì)地導(dǎo)通，使得采樣電 容的上一周期峰值采樣的電壓進(jìn)行放電；當(dāng)清零控制線為無(wú)效控制電平時(shí)，M0S管不導(dǎo)通， 采樣電容上的電壓維持上一周期的峰值采樣的電壓。
20. 峰值采樣保持電路的應(yīng)用系統(tǒng)，包括主變壓器、兩個(gè)整流的肖特基二極管3、兩個(gè)分壓電 阻、濾波電容、峰值采樣保持電路所述變壓器為計(jì)算機(jī)電源的主變壓器，在變壓器的副邊產(chǎn)生出與匝數(shù)比成比例的電壓； 所述兩個(gè)肖特基二極管整流副邊產(chǎn)生的電壓，兩個(gè)肖特基二極管分別接在副邊兩個(gè)抽頭 的兩端，肖特基二極管PN結(jié)正向?yàn)閺闹髯儔浩鞲边叺椒謮弘娮?；所述兩個(gè)電阻是分壓作用，通過(guò)這兩電阻的分壓可以降低輸入到峰值釆樣保持電路的電 壓，便于芯片對(duì)這一電壓進(jìn)行處理；所述電容是對(duì)通過(guò)整流分壓后的電壓進(jìn)行濾波，電容的一端接地，另一端接分壓出來(lái)的 節(jié)點(diǎn)上，得到電壓進(jìn)入峰值采樣保持電路進(jìn)行處理，當(dāng)濾波電容容值很大時(shí)，峰值采樣保持 電路的輸入電壓是直流電壓；當(dāng)濾波電容容值很小時(shí)，峰值采樣保持電路的輸入電壓是交流 電壓；所述峰值采樣保持電路包括峰值采樣模塊、峰值采樣緩沖輸出模塊、峰值保持模塊、峰 值輸出緩沖模塊和清零模塊-其中，所述峰值采樣模塊采樣輸入信號(hào)的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的峰值電壓；其中，所述峰值采樣緩沖輸出模塊對(duì)所述峰值電壓進(jìn)行跟隨，增強(qiáng)所述峰值電壓負(fù)載驅(qū) 動(dòng)能力；其中，所述峰值保持模塊對(duì)峰值采樣緩沖輸出模塊輸出的電壓進(jìn)行保持； 其中，所述峰值輸出緩沖模塊增強(qiáng)所述峰值保持模塊的輸出負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力； 其中，所述清零模塊在峰值保持模塊輸出電壓后，將峰值采樣模塊輸出的上一周期峰值電壓及時(shí)進(jìn)行清零，以便下一周期進(jìn)行峰值采樣。
21.如權(quán)利要求20所述峰值采樣保持電路的應(yīng)用系統(tǒng)，其特征在于所述峰值采樣模塊包括輸入緩沖器、比較器、采樣開關(guān)、采樣電容、邏輯門 所述比較器比較輸入信號(hào)的電壓與峰值采樣緩沖輸出模塊輸出的電壓，比較器的輸出同采樣控制線的信號(hào)輸入邏輯門，當(dāng)峰值采樣模塊輸入信號(hào)的電壓值大于采樣緩沖輸出模塊輸出的電壓時(shí)，且采樣控制線為有效控制電平的控制下，使得釆樣開關(guān)導(dǎo)通，采樣電容進(jìn)行采樣當(dāng)輸入信號(hào)的電壓小于采樣緩沖輸出模塊輸出的電壓，或采樣控制線為無(wú)效控制電平的控制下，采樣開關(guān)關(guān)斷，采樣電容不進(jìn)行采樣，保持原狀態(tài)；所述輸入緩沖器為第一運(yùn)算放大器，第一運(yùn)算放大器的正端接輸入信號(hào)，第一運(yùn)算放大器的負(fù)端連接第一運(yùn)算放大器的輸出，第一運(yùn)算放大器的輸出端連接采樣開關(guān)； 所述采樣電容的一端接采樣開關(guān)的輸出，另一端接地；所述峰值采樣緩沖輸出模塊為第二運(yùn)算放大器組成的跟隨器，所述第二運(yùn)算放大器的正 端連接峰值采樣模塊的輸出，第二運(yùn)算放大器的負(fù)端連接第二運(yùn)算放大器的輸出端，第二運(yùn) 算放大器的輸出連接峰值保持模塊；所述峰值保持模塊包括保持開關(guān)、保持電容、峰值保持控制線，當(dāng)峰值保持控制線為有 效控制電平，保持開關(guān)導(dǎo)通，保持電容進(jìn)行充電，直到充電到峰值采樣模塊輸出的峰值電壓為止，從而使得峰值采樣模塊輸出的峰值電壓轉(zhuǎn)移到峰值保持模塊的輸出電壓；當(dāng)峰值保持 控制線為無(wú)效控制電平，保持開關(guān)不導(dǎo)通，此時(shí)保持電容維持原來(lái)的電壓值；所述的保持電 容一端連接保持開關(guān)的輸出，另一端接地；所述峰值輸出緩沖模塊為由第三運(yùn)算放大器構(gòu)成的跟隨器組成，所述第三運(yùn)算放大器的 正端連接峰值保持模塊的輸出，第三運(yùn)算放大器的負(fù)端連接第三運(yùn)算放大器的輸出端，第三 運(yùn)算放大器的輸出端為峰值采樣保持電路的輸出。所述清零模塊是由一個(gè)陋OS管和清零控制線組成，所述麗OS管的漏端接峰值采樣模塊的 輸出，應(yīng)OS管的源端接地，清零控制線控制NMOS管的柵極，當(dāng)清零控制線為有效控制電平時(shí)， NMOS管對(duì)地導(dǎo)通，使得采樣電容的上一周期峰值采樣的電壓進(jìn)行放電當(dāng)清零控制線為無(wú)效 控制電平時(shí)，剛0S管不導(dǎo)通，采樣電容上的電壓維持上一周期的峰值采樣的電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了峰值采樣保持電路和峰值采樣保持方法。峰值采樣保持電路包括峰值采樣模塊、峰值采樣緩沖輸出模塊、峰值保持模塊、峰值輸出緩沖模塊和清零模塊所述峰值采樣模塊采樣輸入信號(hào)的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的峰值電壓；所述峰值采樣緩沖輸出模塊對(duì)所述峰值電壓進(jìn)行跟隨，并增強(qiáng)所述峰值電壓的負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力；所述峰值保持模塊對(duì)峰值采樣緩沖輸出模塊輸出的電壓進(jìn)行保持；所述峰值輸出緩沖模塊增強(qiáng)所述峰值保持模塊的輸出負(fù)載能力；所述清零模塊在峰值保持模塊輸出電壓后，將峰值采樣模塊輸出的上一周期峰值電壓及時(shí)進(jìn)行清零，以便下一周期進(jìn)行峰值采樣。利用本發(fā)明可以較好地再現(xiàn)輸入信號(hào)的峰值，并可將峰值采樣保持電路應(yīng)用到電源系統(tǒng)上。
文檔編號(hào)G11C27/02GK101615432SQ20091010130
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者姚云龍, 王文建 申請(qǐng)人:杭州士蘭微電子股份有限公司