峰值检测电路
峰值检测电路分析

峰值检测电路分析1.输入信号2.整流电路:将输入信号变为全波整流信号。
常用的整流电路有半波整流电路和全波整流电路。
半波整流电路只保留输入信号的正半周期,而全波整流电路则保留了整个输入信号的周期。
3.低通滤波器:对整流信号进行平滑处理,去除高频噪声。
低通滤波器可以使用RC电路或者操作放大器构成的积分电路。
4.峰值检测器:通过比较器来获得输入信号的峰值。
比较器的输出信号即为输入信号的峰值。
具体的工作原理如下:1.输入信号经过整流电路,得到全波整流信号。
整流电路可以选择半波整流电路或全波整流电路,根据实际需要来选择。
2.全波整流信号经过低通滤波器,得到平滑的直流信号。
低通滤波器通过控制元件(如电容或电阻)来实现对高频信号的滤除,只保留直流分量。
3.平滑的直流信号经过比较器,得到输入信号的峰值。
比较器的输出信号为高电平表示输入信号大于设定阈值,为低电平表示输入信号小于设定阈值。
因此比较器的输出信号即为输入信号的峰值。
1.整流电路的选择:根据实际需要选择半波整流电路或全波整流电路。
半波整流电路更简单,但是只能保留输入信号的正半周期。
全波整流电路可以保留整个输入信号的周期,但是设计和实现较为复杂。
2.低通滤波器的设计:根据需要选择合适的滤波器类型和参数。
滤波器的截止频率确定了平滑程度,如果截止频率太低会导致响应时间变慢,如果太高则无法滤除高频噪声。
3.比较器的选择:比较器需要选择具有合适的阈值和响应时间的器件。
阈值的选择需要根据输入信号的幅值范围来确定,响应时间的选择需要根据应用场景的要求来确定。
总的来说,峰值检测电路是一种非常实用的电路,在许多领域中都有广泛的应用。
通过合理的设计和选择电路元件,可以很方便地实现输入信号的峰值检测功能。
峰值检测电路

一、前言峰值检测电路(PKD,Peak Detector)的作用是对输入信号的峰值进行提取,产生输出V o = Vpeak,为了实现这样的目标,电路输出值会一直保持,直到一个新的更大的峰值出现或电路复位。
峰值检测电路在AGC(自动增益控制)电路和传感器最值求取电路中广泛应用,自己平时一般作为程控增益放大器倍数选择的判断依据。
有的同学喜欢用AD637等有效值芯片作为程控增益放大器的判据,主要是因为集成的方便,但个人认为是不合理的,因为有效值和信号的正负峰值并没有必然联系;其次,实际应用中这类芯片太贵了。
当然,像电子设计竞赛是可以的,因为测试信号总是正弦波,方波等。
(本文参加了TI公司的博文比赛,觉得还行的话,希望大家帮顶一下、回复一个,谢谢大家,我会更努力的:-)二、峰值检测电路原理顾名思义,峰值检测器(PKD,Peak Detector)(本文默认以正峰值检测为例)就是要对信号的峰值进行采集并保持。
其效果如下如(MS画图工具绘制):根据这样的要求,我们可以用一个二极管和电容器组成最简单的峰值检测器。
如下图(T INA TI 7.0绘制):这时候我们可以选择用面包板搭一个电路,接上信号源示波器观察结果,但在这之前利用仿真软件TINA TI进行简单验证会节省很多时间。
通过简单仿真(输入正弦信号5kHz,2 Vpp),我们发现仅仅一个二极管和电容器组成的峰值检测器可以工作,但性能并不是很理想,对1nF的电容器,100ms后达到稳定的峰值,误差达10%。
而且,由于没有输入输出的缓冲,在实际应用中,电容器中的电荷会被其他部分电路负载消耗,造成峰值检测器无法保持信号峰值电压。
既然要改进,首先要分析不足。
上图检测的误差主要来自与二极管的正向导通电压降,因此我们可以用模电书上说的“超级二极管”代替简单二极管(TINA TI 7.0绘制):从仿真结果来看,同等测试条件下,检测误差大大减小。
但我们知道,超级二极管有一个缺点,就是Vi从负电压变成正电压的过程中,为了闭合有二极管的负反馈回路,运放要结束负饱和状态,输出电压要从负饱和电压值一直到(Vi+V二极管)。
精密峰峰值检测电路

精密峰峰值检测电路
精密峰峰值检测电路电原理图如图1所示。
图1 精密峰峰值检测电路
峰值检波的原理
交流信号从TL084引脚3输入,根据运放的虚短法则引脚2具有与引脚3同样的波形;U1B 是电压跟随器,引脚7的电压幅值与电容C1上的电压相同(加一级跟随的作用是用这个跟随器提供电流支持)。
当引脚3的电压大于电容C1电压时,电阻R2上产生压降,电流从左到右。
根据运放的虚断法则引脚2不能提供电流,并且D2反偏也不会导通。
为了维持平衡只有提升R2右端的电压(既是电容C1的电压),这个充电电流从U1A的引脚1经过D1进行。
当引脚3的电压低于电容C1电压时,电阻R2上产生压降,电流从右到左。
根据运放的虚断法则引脚2不能提供电流,则这个电流只有经过D2进入U1A。
由于电压跟随器输出电压与电容C1上的电压相同,二极管D1截止,电容不能导过D1放电,电压得到保护。
电容C1有一个放电电阻R1,RC的放电时间常数τ为100ms,1S后如果没有脉冲过来则放电到电压0V。
峰峰值检测波形如图2所示。
图2 精密峰峰值检测电路工作电压波形。
峰值检测电路分析

峰值检测电路(二)1.基本得峰值检测电路本实验以峰值检测器为例, 说明可利用反馈环改进非线性得方法。
峰值检测器就是用来检测交流电压峰值得电路, 最简单得峰值检测器依据半波整流原理构成电路。
如实图4、1所示, 交流电源在正半周得一段时间内, 通过二极管对电容充电,使电容上得电压逐渐趋近于峰值电压。
只要RC 足够大,可以认为其输出得直流电压数值上十分接近于交流电压得峰值。
图4、1 简单峰值检测电路这种简单电路得工作过程就是, 在交流电压得每一周期中, 可分为电容充电与放电两个过程。
在交流电压得作用下, 在正半周得峰值附近一段时间内, 通过二极管对电容 C 充电,而在其它时段电容 C 上得电压将对电阻 R 放电。
当然,当外界交流电压刚接上时,需要经历多个周期, 多次充电, 才能使输出电压接近峰值。
但就是,困难在于二极管就是非线性元(器)件,它得特性曲线如实图4、2所示。
当交流电压较小时,检测得得直流电压往往偏离其峰值较多。
图4、2 二极管特性曲线这里得泄放电阻R,就是指与 C 并联得电阻、下一级得输入电阻、二极管得反向漏电阻、以及电容及电路板得漏电等效电阻。
不难想到,放电就是不能完全避免得。
同时, 适当得放电也就是必要得。
特别就是当输入电压变小时, 通过放电才能使输出电压再次对应于输入电压得峰值。
实际上, 检测器得输出电压大小与峰值电压得差别与泄放电流有关。
仅当泄放电流可不计时, 输出电压才可认为就是输入电压得峰值。
用于检测仪器中得峰值检测器要求有较高得精度。
检测仪器通常 R 值很大,且允许当输入交流电压取去后可有较长得时间检波输出才恢复到零。
可以用较小得电容,从而使峰值电压建立得时间较短。
本实验得目得, 在于研究如何用运算放大器改进峰值检测器, 进一步了解运算放大器之应用。
2.峰值检测电路得改进为了避免次级输入电阻得影响, 可在检测器得输出端加一级跟随器(高输入阻抗)作为隔离级(实图4、3)。
图4、3峰值检测器改进电路(一)也可以按需要加一可调得泄放电阻。
史上最实用较深刻峰值检测电路

史上最实用较深刻的峰值检测电路实例与分析一、前言峰值检测电路(PKD,Peak Detector)的作用是对输入信号的峰值进行提取,产生输出Vo = Vpeak,为了实现这样的目标,电路输出值会一直保持,直到一个新的更大的峰值出现或电路复位。
峰值检测电路在AGC(自动增益控制)电路和传感器最值求取电路中广泛应用,自己平时一般作为程控增益放大器倍数选择的判断依据。
有的同学喜欢用AD637等有效值芯片作为程控增益放大器的判据,主要是因为集成的方便,但个人认为是不合理的,因为有效值和信号的正负峰值并没有必然联系;其次,实际应用中这类芯片太贵了。
当然,像电子设计竞赛是可以的,因为测试信号总是正弦波,方波等.(本文参加了TI公司的博文比赛,觉得还行的话,希望大家帮顶一下、回复一个,谢谢大家,我会更努力的:—)二、峰值检测电路原理顾名思义,峰值检测器(PKD,Peak Detector)(本文默认以正峰值检测为例)就是要对信号的峰值进行采集并保持。
其效果如下如(MS画图工具绘制):根据这样的要求,我们可以用一个二极管和电容器组成最简单的峰值检测器。
如下图(TINA TI 7.0绘制):这时候我们可以选择用面包板搭一个电路,接上信号源示波器观察结果,但在这之前利用仿真软件TINA TI进行简单验证会节省很多时间.通过简单仿真(输入正弦信号5kHz,2Vpp),我们发现仅仅一个二极管和电容器组成的峰值检测器可以工作,但性能并不是很理想,对1nF的电容器,100ms后达到稳定的峰值,误差达10%.而且,由于没有输入输出的缓冲,在实际应用中,电容器中的电荷会被其他部分电路负载消耗,造成峰值检测器无法保持信号峰值电压。
ﻩ既然要改进,首先要分析不足。
上图检测的误差主要来自与二极管的正向导通电压降,因此我们可以用模电书上说的“超级二极管”代替简单二极管(TINA TI 7。
0绘制):ﻩ从仿真结果来看,同等测试条件下,检测误差大大减小。
计峰值检测电路

38计峰值检测电路:传感器输入信号的测量范围为1μV~10V~10μμV ,1010μμV ~100~100μμV ,100100μμV ~1mV ~1mV,,1mV~10mV 1mV~10mV;设计程控放大器,利用程控放大器将传感器的输入信号放大为;设计程控放大器,利用程控放大器将传感器的输入信号放大为0~1.999V 0~1.999V,,供A/D 转换用;设计自动切换量程电路,完成各种量程的转换。
一、设计方案峰值电流检测及保护电路通过检测流入电动机的电流来保护电机,在实际运行的基础上,给出了电动机过流保护的控制电路,并分析了相关的参数。
本课题的关键任务是检测峰值并使之保持稳定,本课题的关键任务是检测峰值并使之保持稳定,且用数字显示峰值。
且用数字显示峰值。
且用数字显示峰值。
该方案用采样该方案用采样该方案用采样//保持峰值电路,通过数据所存控制电峰值电路,通过数据所存控制电 路锁存峰值的数字量。
此方案的原理图如图路锁存峰值的数字量。
此方案的原理图如图1所示。
它由传感器、放大器、采样传感器、放大器、采样//保持、采样保持、采样//保持控制电路、保持控制电路、A/D A/D A/D(模数转换)(模数转换)、译码显示、数字锁存控制电路组成。
各组成部分的作用是:图 1 1 峰值检测系统原理框图峰值检测系统原理框图峰值检测系统原理框图(1)传感器:把被测信号量转换成电压量。
(2)放大器:将传感器输出的小信号放大,放大器的输出结果满足模数转换器的转换范围。
)放大器:将传感器输出的小信号放大,放大器的输出结果满足模数转换器的转换范围。
(3)采样)采样//保持:对放大后的被测模拟量进行采样,并保持峰值。
(4)采样采样//保持控制电路保持控制电路::该电路通过控制信号实现对峰值采样,小于原峰值时,保持原峰值,大于原峰值时保持新的峰值。
大于原峰值时保持新的峰值。
(5)A/D 转换:将模拟量转换成数字量。
转换:将模拟量转换成数字量。
峰值检测电路原理

峰值检测电路原理峰值检测电路是一种电路,用于检测一个信号的最大峰值。
它的应用范围很广,例如在音频和视频设备中,用于检测输入信号的最大幅值,以便动态控制音量和亮度。
峰值检测电路很重要,因为当信号峰值超过放大器输出电平时,可能会引起信号失真或破裂,这将损坏音频和视频设备。
峰值检测器在许多应用中也是实现自动增益控制的关键。
峰值检测电路通常由放大器、整流器和滤波器组成。
主要原理是将输入信号放大,然后通过整流器将所有负半周信号翻转成正半周信号,接下来通过低通滤波器,将翻转后的信号滤波并平滑输出,即可得到检测到的峰值。
因为整流后的信号是脉冲形式的,所以峰值检测电路还需要一定的取样和保持电路,以保证输出结果的稳定性。
下面是详细的峰值检测电路原理:一、放大器一个峰值检测电路最常见的配置是放大器-整流器-低通滤波器。
这种配置中,放大器的任务是将输入信号放大到一个能够被后续电路处理的幅度范围内,通常是几个电压单位。
放大器的选择依赖于输入信号的幅度和电路的噪声量级和放大器的增益率。
二、整流器整流器是峰值检测电路中最重要的模块之一,它将输入信号的负半周翻转成正半周。
简单的整流器可以使用二极管,如下图所示:在正半周周期的第一半周,二极管D导通,输出为正,整流电平与输入信号的幅度相同。
在正半周周期的后一半周期,二极管D截止,整流电平保持不变,即保持在最后一次导通时的值。
在负半周周期中,二极管D反向偏置,截止状态下,整流电平保持不变,等于最后一次导通的值加上一个电压降(如果二极管具有正向漏电流,则会出现电压降),即输出为零。
如果二极管具有零偏电流,则会输出一个正负误差,误差等于最后一次导通值与二极管零偏电流之积。
三、低通滤波器整流器输出的信号是脉冲形式的,需要一个低通滤波器来平滑输出信号。
该滤波器的截止频率应该低于输入信号的频率,通常在数百赫兹到几千赫兹之间。
低通滤波器通常由电容器和电阻器组成,如下图所示:四、取样和保持电路由于整流器输出的电压是一个脉冲序列,因此需要一个取样和保持电路来捕获这些脉冲,并在滤波器输出电压的反向方向建立一个参考电压。
基于运算放大器的峰值检测电路-----实用版

基于运算放大器的峰值检测电路设计目录第一章引言 (2)第二章基本原理 (2)2.1原理分析及原理框图............................ ...................... ... .. (2)2.2 电路功能分析 (3)2.2 电路分块设计 (4)第三章电路具体设计....... .. .. .. (7)3.1 峰值检测电路元件参数选取 (7)3.2 采样信号发生器........................................................... (8)3.3 总体电路图...................................................... .... . (9)第四章电路仿真测试 (10)4.1 输出波形multisim仿真 (10)4.2对于微小输入信号的分析 (14)第五章误差分析 (17)5.1 复位误差.......................................... ....... . (17)5.2 保持误差........ .... ........................................ .......... . (21)第六章整体电路图 .................... .. (22)第七章结论 (23)第八章心得体会..................... ..................... .. 24 参考文献.. (25)1第一章、引言峰值检测技术是数字存储示波器及数字采集卡中的重要技术之一,在科研、生产的很多领域都需要用到峰值检测设备,用来实现波形的毛刺捕捉或高占空比信号的检测、冲击信号峰值检测,比如检测建筑物中梁的最大承受力、钢材的最大允许拉力、轴承振动噪声的峰值检测等等。
相比正常采样给出信号的一个完整的波形显示,峰值检测只记录发生在每个采样间隔期间内的最大最小峰值,这样就可以不增加存储深度,还可以捕获毛刺或者偶发事件。
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峰值检测电路公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]设计报告院系:机械工程学院名称:模拟电子技术基础课程设计题目:峰值检测电路班级:测控技术与仪器091201 学号:学生姓名:···指导教师:···设计周数:一周日期:2011年12月28日前言现代生活有哪些离得开电子技术几乎没有。
电子技术在不断完善我们的生活,服务于我们,所以掌握电子技术具有很大的好处。
经过一学期的模拟电子技术的学习,我们已掌握了它的基础。
理论服务于实践,我们有必要通过一定的模拟电子实习来证明自己的收获。
本设计为峰值检测电路,组成部分为波形输入部分,峰值检测部分和峰值显示输出部分。
设计的目的就是检测输入波形的最大值。
设计原理也简单易懂,但对于最初的要求已经达到,且误差较小。
设计匆忙,定有不足,希望老师不吝赐教。
设计者2011年12月28日目录一、设计内容 (5)设计目的 (5)设计要求 (5)设计方框图 (6)二、理论分析 (6)三、电压峰值检测电路································· (7)峰值检测的概念 (7)峰值检测原理 (8)四、理论计算 (10)五、仿真结果及分析 (11)仿真过程 (11)调试与故障检测 (13)六、设计总结 (13)七、心得体会 (13)八、参考文献 (14)九、总的电路图 (15)十、元器件清单 (16)一、设计内容设计目的1. 使学生在学完了《模拟电子技术》课程的基本理论,基本知识后,能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面,系统地进行电子电路的工程实践训练,锻炼动手能力,培养工程师的基本技能,提高分析问题和解决问题的能力。
2. 熟悉集成电路的引脚安排,掌握各芯片的逻辑功能及使用方法,了解面包板结构及其接线方法,了解峰值运算电路的组成及工作原理。
3. 培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字时钟系统的能力。
4. 培养书写综合设计实验报告的能力设计要求设计一个峰值运算电路,使其能够将输入信号的峰值显示出来。
设计方框图图1 设计方框图二、理论分析波形引入波形引入部分较为简单,在电路的开始加入一个波形发生器即可,注意波形发生器的引入方法。
最好加入一个能产生不规则波形的波形发生器,这样检测到的峰值就是不断变换的,若引入的时正弦波,则检测显示的结果就是一条直线。
图 2波形引入部分电路三、电压峰值检测电路峰值检测的概念峰值检测电路在AGC(自动增益控制)电路和传感器最值求取电路中广泛应用,自己平时一般作为程控增益放大器倍数选择的判断依据。
峰值检测电路(PKD,Peak Detector)的作用是对输入信号的峰值进行提取,产生输出Vo = Vpeak,为了实现这样的目标,电路输出值会一直保持,直到一个新的更大的峰值出现或电路复位。
就是要对信号的峰值进行采集并保持。
其效果如下如(MS画图工具绘制):图3 电压峰值检测波形峰值检测原理:峰值检测的基本原理很简单,通过一个简单的电压跟随器,正相输入信号,输出直接接反相,这样输出的值就是输入值。
若在输出与波形检测部分并接一电容,当波形值增加时,显示部分能指示出这一增加过程,同时电容也在充电,电容的电压不断增加。
当波形的峰值下降时,由于电容已充电,这是波形显示部分显示的是电容记录的最大值为了防止电容电压下降,在电容与电压跟随器之间加一二极管。
由于二极管的的单向导通性,二极管的电压不会“流失”这样就能保证显示部分记录的就是输入波形的最大值。
即“遇增增,遇减不变”图 4 电压跟随器简图简单的峰值检测电路如下所示:图 5 峰值检测电路1经过以上的简单描述,其实我们已经可以将峰值检测器分成几个模块:(1)模拟峰值存储器,即电容器;(2)单向电流开关,即二极管;(3)输入输出缓冲隔离,即运算放大器;(4)电容放电复位开关(这部分非必须,如:如果电容值选取合适,两次采样时间间隔较大)。
经改进,选择用下面的原理图,前面的一个电压跟随器分析同上,后面一个电压跟随器是利用了其输入阻抗无穷大,输出阻抗为零的特点,就相当于电容C1不能通过后面的电路放电,这样就保证了峰值的不变。
改进后方案:图6 峰值检测电路2四、理论计算1、理论计算过程较为简单,为了使反应灵敏一些,电容选择较小一些,本例中选的是1UF的电容。
2、连接两个电压跟随器的电阻选择20kΩ。
3、假设输入电压不断增大,则D2导通,则电容C1继续充电,输出电压就是C1上电压,也将增大;若输入电压减小,由于D2截止,则新输入的新号不会送到输出,输出还是以前保留地最大值,即C1上的电压值。
此时由于输出电压大于输入电压,D1导通,3处电压即是输出电压,这样可以保持C1上电压不会下降,即保证了峰值的稳定显示。
五、仿真结果及分析仿真过程通过理论分析我们如果不方便直接做成实物的话,那么可以采用Multisim软件进行仿真,将可以得到理论分析相近的结果。
那么根据仿真原理图,得以下仿真结果图:(1)方案一峰值检测电路的仿真结果图7 简单峰值检测电路仿真波形图分析理论原理图可以得到与以上波形图相似的误差,电路存在着不足之处,那么导致这样结果的原因就是因为普通二极管存在着导通电压压降,使得输出电压无法跟输入电压匹配,从导致误差的存在,上图检测的误差主要来自与二极管的正向导通电压降改进的目的是想要消除二极管上的压降,因此就用“超级二极管”代替简单二极管,从而减小误差。
或者从方案二的比较中可以看出,用电压跟随器更能起到电压输入与输出的匹配问题。
(2)改进后峰值检测的仿真结果图8 方案二峰值检测电路仿真波形图这个波形就很完善,而且基本上没什么误差。
通过两个电压跟随器的连接,达到了减小误差的效果,第二个电压跟随器利用其输入阻抗无穷大的特点,起到了防止电容器放电带来的误差,第一个电压跟随器并接一个二极管起到了输出与输入电压的跟随效果,使电路消除了反应速度慢的特点。
再将放大后的电压直接引入示波器的另一输入端,与峰值显示进行比较,以验证峰值测试是否准确。
如下图所示调试与故障检测测试步骤:(1)接电源。
由于芯片的工作电压为±5V电压,所以千万要保证电压数值的正确,防止芯片烧坏。
(2)接被测电压源。
课程设计要求的被测范围为0-10mV电压的幅值,故我们设置的电压为交流电压信号,峰值为8mV,频率定为1KHZ(仿真和实物实验知道当频率过高和过低实验误差相当大)。
(3)打开电源开关和信号源的开关,电路工作正常。
调节信号源的电压峰峰值和频率,看看数码管显示的数值是不是符合理论分析的要求。
当电路不能正常工作时,首先用手触摸芯片是不是发热,判断芯片是不是由于电压不正常烧坏。
当芯片正常工作时候,观察电路的导线是不是断开,由于是节省时间用导线连接而不是焊接的,导线容易脱落,使用时注意小心。
六、设计总结峰值检测电路主要包括信号跟随,信号保持,信号复位等。
即当输入信号增大时,电路对其采样,并使输出能够很好的跟随输入;当输入信号减小时,电路进入保持阶段,即保持前一个峰值并输出;当输入电压再次大于此保持电压时,电路继续跟踪输入进行采样;当复位信号到来时,电容放电,然后开始采样保持到下一周期。
能过电容和二极管,OP搭接成的电压跟随器,可以很好的对测量信号进行峰值保持,然后送给信号处理电路进行分析。
峰值保持器为较高频率的信号采样提供了一个很好的解决方案,具有很高的工业实用价值。
本电路结构简单,易于实现,成本较低,可以作为测量登记表中的一个模块,提高登记表的准确性和灵敏性。
七、心得体会1.通过对各元器件的引脚功能、真值表的分析、并设计其原理图,且利用电子电路计算机进行仿真使得学习研究电子技术变得更加简单、直观,学习效果进一步提高,带动了学习的积极性。
2.通过学习使自己对课本上的知识能够应用于实际,使得理论与实际相结合,加深了对课本上知识的理解,并能够利用到图书馆查阅资料,增加了许多课本以外的知识,且实习也锻炼了我个人的动手能力,通过书写电子密码锁论文同时也锻炼了我的文字表达能力。
3.自学的能力有了很大的提高。
另外。
我承认我参考了很多资料,一是我没有那么大的创新能力,二是我觉得资源可以共享,但必须要消化吸收在创新。
对于参考的资料我已列入到参考文献中,希望没有造成侵权行为。
4.最后特别感谢一下指导老师郭宏老师,百忙之中还抽空来负责指导我们,不甚感激。
八、参考文献1、《multisim10 电路仿真及应用》张新喜等着机械工业出版社2、《模拟电子技术基础》毕满清等着电子工业出版社3、《multisim2001及其在电子设计中的应用》蒋卓勤等着西安电子科技大学出版社4、《电路计算》童梅着清华大学出版社5、《电路设计与仿真》杨欣等着清华大学出版社6、《multisim10电路设计及应用》王冠华着国防工业出版社7、《电子电路设计》赵家贵主编中国计量出版社九、总的电路图图9 电路总图十、元器件清单。