高速窄脉冲峰值保持设计

一、目的
在激光探测领域，探测器发出的高速窄脉冲，单片机AD进行采样，很难捕捉到窄脉冲的幅值，即使使用高速AD进行采样，也存在一定的难度。因此，本方案设计了一种高速窄脉冲峰值保持电路，有助于单片机AD采样能很好的捕捉到脉冲幅值。

二、方案分析与比较
峰值保持器一般分为两种：电压型和跨导型。
方案一:电压型峰值保持器，由电压型运放、二极管、保持电容、缓冲器组成，优点是元件成本低，缺点是峰值保持存在过冲问题。

方案二：跨导型峰值保持器，由跨导型运放、恒流源、二极管、保持电容、缓冲器组成，优点是几乎不存在电压过冲问题，缺点是高速运放芯片成本过高.。

其实两种方案的原理都是对输入信号与输出信号的差值电压进行放大，输出电压或电流经过二极管对保持电容充电，电压型峰值保持器是电压转换电压的形式，二跨导型运放则是电压转换成电流的形式，存在过冲问题几率低。综合比较，使用了方案二。
三、硬件部分
1、电路图

R7与C3对信号源产生的脉冲信号进行微分处理，得到信号经过跨到型运放进行电压-电流转换，输出的电流经过二极管（二极管的材料也有特殊要求，结电容必须很小，频率响应高）对保持电容（电容材料也有特殊要求，本实验使用的是聚苯乙烯的电容）充电，最后经过缓冲器输出。R6是对电容放电用的，R9反馈电阻影响的是放大倍数，R3可调电阻控制运放端口1的电流（具体影响想知道的自行百度）。
2、仿真实验图
微分测试点与缓冲器测试点波形图

3、PCB工程图


4、实物图

5、测试波形图
经过最终测试，实验结果与仿真结果基本一致，此文省略测试波形图。
四、结论

经过本次实验，验证了高速窄脉冲峰值保持设计是可以实现的，若要达到很好的效果，还需要加一个延迟放电电路来确保下次脉冲到来前，把保持电容的电放掉。后期在推出放电电路实现方法，以及单片机是否采集到脉冲幅值。