数字电路信号峰值检测仪
峰值电流测试方法
峰值电流测试方法
峰值电流测试方法
在电子设计中，峰值电流测试是电路设计的重要步骤之一。
通过峰值
电流测试，我们可以验证电路是否能够承受过度负载产生的峰值电流，以保证电路的稳定性和可靠性。
下面介绍一种简单有效的峰值电流测
试方法。
1. 测试仪器和元器件
测试仪器：数字万用表、示波器。
元器件：电阻、电容、放大器（电压跟踪放大器）。
2. 测试流程
（1）连接测试电路
将待测电路输入信号线分别连接到测试电路的输入端和地端。
待测电
路的电源端连接电源。
（2）设置测试仪器
将示波器设置为AC耦合模式，通道1连接待测电路输入端，通道2连接待测电路地端。
将数字万用表设置为电流测量模式。
（3）测试电路
打开电源，使待测电路工作。
通过示波器可以观察到待测电路的输入波形，通过数字万用表可以实时测量电路的峰值电流。
（4）测试结果处理
根据测试结果，如果电路的峰值电流超过了所规定的范围，说明电路存在过度负载的可能，需要对电路进行优化设计。
如果电路的峰值电流在合理范围内，说明电路设计合理，可以进一步优化性能。
3. 注意事项
（1）在测试过程中，需要避免产生瞬间电流冲击，否则可能会对电路测试结果产生影响。
（2）测试电路中需要搭建保护电路，以避免过载产生的损坏。
（3）测试结束后，需要关闭输出信号，断开测试电路的电源以及电路的输入线。
峰值电流测试是电路设计中不可或缺的一环，依据以上测试方法可简单、有效地测试出电路的峰值电流，从而使电路设计能够在较高负载下稳定运行，保证电路的可靠性和稳定性。
设计峰值检测电路-课程设计
课程设计(论文)题目名称设计峰值检测电路课程名称电气测量技术与仪器课程设计学生姓名学号系、专业电气工程系指导教师2014年12月27日邵阳学院课程设计（论文）任务书注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。
指导教师（签名）：学生（签名）：邵阳学院课程设计（论文）评阅表学生姓名学号系电气工程系专业班级题目名称设计峰值检测电路课程名称电气测量技术与仪器一、学生自我总结二、指导教师评定注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。
摘要本设计介绍了峰值检测系统的设计原理、软硬件设计方法及系统性能指标调试方法。
被测信号经传感器转化为电信号，再经运放AD620和OP07放大、LF398采样/保持后进行A/D转化和信号处理后数字显示输出。
研究的主要内容有：方案论证、硬件设计、软件设计、系统实物调试。
硬件设计主要有小信号放大电路、峰值采样/保持及采样控制电路、程控放大电路、AD转换电路、自动量程切换电路、LCD显示电路、电源电路和单片机最小系统。
关键词：峰值检测；程控放大；采样/保持电路；LF398目录摘要 (I)绪论 (1)1峰值检测基本原理 (2)2 系统方案设计 (2)2.1 系统总体框图设计 (2)2.2 峰值检测方案设计和论证 (3)3 硬件设计 (5)3.1 单片机A/D转换电路和LCD接口电路 (5)3.1.1 ATMEGA16简介 (5)3.1.2 ATMEGA16的管脚分布及功能 (5)3.1.3 LCD1602的接口电路 (5)3.2 小信号放大电路 (6)3.3 程控放大及量程转换电路........................... 错误!未定义书签。
4 软件设计 (9)4.1 ATMEGA16单片机的模数转换器ADC介绍 (9)4.2 系统软件框图设计 (9)5 系统仿真调试与分析 (11)6 总结 (12)7 参考文献 (13)附录 (13)附录A 系统总体电路图 (14)附录B PCB板图 (14)附录C 实物图 (15)致谢 (16)绪论峰值检测是电子测量、自动化仪表以及其它相关技术领域常会遇到的问题。
峰值检测器
峰值检测器峰值检测器图1 电路用于检测模拟信号峰值，该电路避免了以往峰值检测电路的弊端：有限的保持时间、检测性能对保持电容参数极为敏感、需要输入电阻极大的高速缓冲器等。
另外，该电路在无需专用模/数转换器的前提下实现了模拟到数字的转换。
图中MAX9001 比较器内部包括：放大器、1.25V 电压基准和比较器，放大器用于信号缓冲或滤波（如抗混叠滤波），电阻R1、R2 将输入信号的最大值限制在1.23V，峰值检测器的信号检测范围由基准电压确定，比较器U5B 将衰减后的输入信号与前期存储的峰值电压进行比较，如果输入信号高于以前存储的峰值电压，则比较器输出高电平，允许U2、U3 构成的8 位同步计数器以输入时钟确定的速率累计计数，随着计数器数值的增加，模/数转换器（DAC）输出增大，当输入信号低于计数器内锁存的峰值电压时，比较器U5B 输出为低电平，终止计数。
模/数转换由MAX5480（U4）完成，MAX5480 为并行接口、8 位R-2R DAC，本电路中将其配置为单电源模式：OUT1 引脚为基准电压输入、REF 引脚为DAC 输出，DAC 的WR、CS 引脚置为低电平使其处于“全通”状态，数据总线的任何变化均可迅速反应到DAC 的输出端。
该电路所允许的最大时钟频率由计数器、DAC 和比较器延迟时间的总和确定，本电路中总计延迟时间为：48ns + 500ns + 370ns = 918ns，允许选用任何频率低于1MHz 的时钟。
时钟频率的选择主要取决于输入信号的最大压摆率。
反相器U1 保证计数器数值达到FFH 时停止计数，U1 输出可用于输入信号超量程指示，微处理器也可以直接读取计数器数值FFH 检测模拟输入是否超出满。
8716B1 单相数字电参数测量仪 使用说明书
8716B1 单相数字电参数测量仪使用说明书( Rev. 3.10 )青岛青智仪器有限公司地址：青岛市高新区宝源路780号联东U谷A-8号楼东网址： Http：//更多详细资料，例如通讯协议，上位机软件，请扫描下方二维码至公司网站技术资料中下载目录第一章主要性能及技术指标 (3)第二章使用说明 (5)第三章串行口使用说明 (13)第四章继电器串使用说明 (14)第五章装箱清单 (14)第六章使用注意事项及故障排除方法 (15)第一章主要性能及技术指标8716B1单相数字电参数测试仪采用了先进的32位高速处理器和双路24位AD转换器，具有高精度、宽动态范围、结构紧凑灵巧等特点，是新一代数字化电参数测量仪器，可以测量有效值电压、电流、有功功率、视在功率、无功功率、电能累计、电能计时、频率、功率因数。
产品符合标准《DB37/T557-2005数字式电参数测量(试)仪》。
产品适用的型式批准证书编号：89E0105-37。
测试原理为：电压有效值为： Urms＝(∫0T V2(t)dt/T)1/2 电压直流分量为： Udc＝∫0T V(t)dt/T电流有效值为： Irms＝(∫0T I2(t)dt/T)1/2 电流直流分量为： Idc＝∫0T I(t)dt/T电压交流分量为： Uac＝（Urms2-Udc2）1/2 电流交流分量为： Iac＝（Irms2-Idc2）1/2有功功率为： P＝∫0T V(t)• I(t)dt/T 视在功率为： S ＝Urms• Irms功率因数为： PF＝P/(Urms*Irms) 无功功率为： Q ＝(S2 －P2 )1/2扩展功能：RS232/485通讯，继电器报警输出；电流钳功能。
注意：订货时请对测试对象及特殊的技术要求、使用要求进行特别说明。
1.测量精度：表1测量精度2. 其他参数：输入方式：电压电流均为浮置输入；电压输入阻抗约2MΩ；1A电流输入档阻抗约10mΩ，其他电流输入档阻抗约1mΩ；测量信号最大峰值：电压电流均为最大量程的1.6倍；A/D转换：速率约8k/秒，24位，电压、电流同时采样；显示更新：约3次/秒；继电器触点容量：250V AC，3A ；DC 30V，3A；阻性整机功耗：< 6V A；仪表重量：约3.0 kg ；仪表尺寸: 宽x 高x深：260 x 112 x 303 mm开孔尺寸：宽x 高：224 x 90 mm3. 工作环境：大气压力：（86～106）kPa ；温度：（0～40）℃ ； 相对湿度：≤85%RH仪表工作电源：AC (85～265)V 50/60Hz 或DC(100～300)V4. 安全要求绝缘电阻：测量端子与电源线之间绝缘电阻不低于2MΩ；耐 电 压：测量端子与电源线之间能承受2000V 50Hz正弦波电压；以上技术参数的说明中所用到的术语定义请参见GB/T 13978-1992 《数字多用表通用技术条件》。
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。
数字逻辑电路实验仪器仪表的使用与脉冲信号的实验报告
数电实验报告电子科学系班级实验日期2017年5月16日组员姓名：实验一数字逻辑电路实验仪器仪表的使用与脉冲信号的一.实验目的1.学会数字电路实验装置的使用方法2.学会双踪数字示波器的使用方法3.掌握脉冲信号的测量方法二.主要仪器仪表、材料数字逻辑电路实验装置、双踪数字示波器、数字万用表、74LS04 反相器(标记引脚图见图1.1)图1.1 74LS0引脚图三.实验内容及步骤1.脉冲信号周期和幅值的测量将数字双踪示波器的第一通道Y1端连接到1KHZ的测试方波信号(用于检测垂直和水平电路的基本功能)，Y1置0.5V档、Y2置1V 档。
调整示波器相应的开关和旋钮，在示波器上显示出稳定的Y1、Y2两路信号。
分别用示波器的0.2ms、0.5ms、1ms时间档测量及记录波形，填表1.1。
表1.1通道时间1ms 0.2ms 0.5msY12.直流电平测量(1)用示波器测量逻辑电平：示波器的第一通道Y1端连接数字逻辑电路实验装置的逻辑电平，分别用0.5V、1V、2V、5V幅度档测量并记录，填入表1.2。
表1.2(2)用示波器测量单脉冲：示波器Y1输入端连接数字逻辑电路实验装置的单脉冲,1V幅度档测量并记录，填表1.3。
(3用数字万用表测量单脉冲、逻辑电平：数字万用的5V直流电压档分别测量并记录数字逻辑电路实验装置的单脉冲、逻辑电平信号，填表1.4。
表1.43.逻辑门电路传输延时时间t pd的测量平均传输延迟时间tpd是衡量门电路开关速度的参数。
它是指输出波形边沿的0.5Vm点相对于输入波形对应边沿的0.5Vm点的时间延迟。
通常将从输入波上沿中点到输出波下沿中点的时间延迟称为导通延迟时间tpdL，从输入波下沿中点到输出波上沿中点的时间延迟称为截止延迟时间tpdH。
如图1.2所示，门电路的导通延迟时间为tpdL，截止延迟时间为tpdH，则平均传输延迟时间为：tpd=1 2(tpdL+tpdH) 。
图1.2 门电路的导通延迟时间与截止延迟时间用74LS04六反相器(非门)按图1.3接线，输入100KHZ的连续脉冲，用双踪数字示波器测量输入与输出信号的相位差，并计算每个门的平均传输延迟时间t pd的值。
峰值,准峰值,平均值区别
现代测控电路
Hale Waihona Puke 准峰值（QP），所表现的是测量信号能量的大小。由于准峰值检波器的充电时间要比放电时间快得多，因此信号的重复频率越高，得出的准峰值也就越高。（在GB9254-1998中提到过在测量接收机上所示的读数在限值附近波动时，则读数的观察时间应不少于15s，记录最高读数，而孤立的瞬间高值忽略不记。）准峰值检波器还能以线性方式对不同幅度的信号起响应。这样，准峰值既可以反映信号的幅度，也能反映出信号的时间分布。 QP值是一种测量方法： 在该测量过程中，随着构成信号的光谱成分的重复出现，信号增多，也就是说QP值的测量结果取决于信号重复出现的频率，根据它们的重复出现频率，信号主要有两种，一种为宽带信号，另一种是窄带信号，窄带信号是一种可以被光谱公析仪所分解的信号，不间断波信号就是一种频率固定不变的窄带信号，宽带信号是一种不能被光谱分析仪分解的信号。 如果是窄带信号，在Peak值，QP值以及平均值的测量中会产生相同的振幅，如果是宽带信号，测量出的QP值就小于Peak值，信号的增加量（可以通过QP值的测量电路中具体的充放电时间常量来解释）是被测信号的重复出现频率的函数信号的重复出现频率越低QP什就越小。 由于QP值测量仪会用到充放电时间常量，因此当QP值测量仪接通时，光谱分析仪就必须减慢其扫描的速度，由于信号QP值总是小于或等于其Peak值，所以只有当信号的Peak值接近或超过测试限值时才有必要测量它的QP值。 采用准峰值检波是民用电磁骚扰发射测试特点，由于民用的电磁兼容产品族标准都是从CISPR标准转化过来的，这些标准都是为了保证通信和广播的畅通而编制的，因此骚扰对通信和广播的影响最终是有人的主观听觉效果来判断，平均值检波和峰值检波都不足以描述脉冲的幅度，宽度和频度对视觉造成的影响，而必须用准峰值检波，只有准峰值检波才比较符合人耳对声音的反应规律几种检波方式的各自特点： 1. 平均值检波：其最大特点是检波器的充放电时间常数相同，特别适用于对连续波的测量 2. 峰值检波：它的充电时间常数很小，即使是很窄的脉冲也能很快充电到稳定值，当中频信号消失后，由于电路的放电时间常数很大，检波的输出电压可在很长一段时间内保持在峰值上峰值检波的特点首先在军用设备的骚扰发射试验中被优先采用，因为好多军用装备只要单次脉冲的激励就可以造成爆炸或数字设备的误动作，而无需像音响设备那样讲究时间的积累 3. 准峰值检波：这种检波器的冲放点时间常数介于平均值于峰值之间，在测量周期内的检波器输出既与脉冲幅度有关，又与脉冲重复频率有关，其输出与干扰对听觉造成的效果相一致 4． 准峰值测试的主要问题与改进措施 用准峰值检波方式进行测试的主要问题是测量时间长
峰值检测系统的设计
南通大学电工电子实验中心电子系统综合设计实验报告课题名称：峰值检测系统的设计姓名：沈益学号：指导教师：陈娟实验时间：2011年1月3日至14日峰值检测系统主要由传感器、放大器、采样/保持、采样/保持控制电路、A/D转换电路、数码显示、数字锁存控制电路组成。
其关键任务是检测峰值并使之保持稳定，且用数字显示峰值。
一、设计目的1、掌握峰值检测系统的原理；2、掌握峰值检测系统的设计方法；3、掌握峰值检测系统的性能指标和调试方法。
二、设计任务及要求1、任务：设计一个峰值检测系统；2、要求：（1）传感器输出0~5mV，对应承受力0~2000kg；（2）测量值要用数字显示，显示范围是0~1999；（3）测量的峰值的电压要稳定。
三、设计原理1、设计总体方案据分析，可确定需设计系统的电路原理框图如图1所示：图1 峰值检测系统原理框图2、各部分功能传感器：将被测信号量转换成电量；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；采样/保持：对放大后的被测模拟量进行采样，并保持峰值； 采样/保持控制电路：该电路通过控制信号实现对峰值采样，小于峰值时，保持原峰值，大于原峰值时保持新的峰值；A/D 转换：将模拟量转换成数字量； 译码显示：完成峰值数字量的译码显示；数字锁存控制电路：对模数转换的峰值数字量进行锁存，小于峰值的数字量不锁存。
三、电路设计1、传感器：本文不予考虑；2、放大器：由于输出信号为0~5mV ，1mV 对应400kg ，因此选用电压增益为400的差动放大电路（该电路精度高），如图2所示。
图2 差动放大电路根据公式 400R )/R 2R (1R u u A 3124i o1U =+-==，分配第一级放大器放大倍数为8/R 2R 112=+，分配第二级放大器放大倍数为508400R R 34==，则选取电阻值分别为 1.6K R 1=， 5.6K R 2=，2K R 3=，K 001R 4=，四只电阻均选1/8W 金属膜电阻，三个放大器可选具有高输入共模电压和输入差模电压范围，具有失调电压调整能力以及短路保护等特点的A μ741型运算放大器。
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数字电路课程设计题目信号峰值检测仪学院电子与信息工程学院专业班级通信13（本1）班学生姓名张峰指导教师张军撰写日期：2015年6月18日目录绪论 (1)一、峰值检测基本原理 (2)二、系统方案设计 (2)2.1 系统总体框图设计 (2)2.2 峰值检测方案设计和论证 (3)三、硬件设计 (4)3.1 单片机A/D转换电路和LCD接口电路 (4)3.1.1 A TMEGA16简介 (4)3.1.2 A TMEGA16的管脚分布及功能 (5)3.1.3 LCD1602的接口电路 (5)3.2 小信号放大电路 (6)3.3 电源电路 (7)四、软件设计 (8)4.1 A Tmega16单片机的模数转换器ADC介绍 (8)4.2 A Tmega16单片机的模数转换器ADC相关的I/O寄存器 (9)4.2.1 ADC多路复用器选择寄存器—ADMUX:如图11所示 (9)4.2.2 ADC控制和状态寄存器A—ADCSRA：如图12所示。
(10)4.2.3 ADC数据寄存器—ADCL和ADCH ：如图13所示 (11)4.3 系统软件框图设计 (12)五、系统仿真调试与结果分析 (13)5.1 系统仿真调试 (13)5.2 结果分析 (14)六、总结 (15)七、参考文献 (15)附录 (16)附录1 系统总电路图 (16)附录2 主程序代码 (17)附录3 头文件LCD1602.h (19)信号峰值检测研究与设计摘要本设计介绍了峰值检测系统的设计原理、软硬件设计方法及系统性能指标调试方法。
被测信号经传感器转化为电信号，再经运放AD620和OP07放大、LF398采样/保持后进行A/D转化和信号处理后数字显示输出。
研究的主要内容有：方案论证、硬件设计、软件设计、系统实物调试。
硬件设计主要有小信号放大电路、峰值采样/保持电路、AD转换电路、LCD显示电路、电源电路及单片机最小系统。
系统以ATMEGA16单片机作为控制核心，以LF398芯片为峰值采样/保持电路核心，实现了输入信号的峰值提取和数字输出，并给出了具体方案和实验样本。
【关键词】峰值采样/保持电路ATMEGA16单片机LF398绪论峰值检测是电子测量、自动化仪表以及其它相关技术领域常会遇到的问题。
峰值反映了信号极为重要的方面,尤其是小信号[1]。
设计完善的峰值检测系统，不仅可以用于对微弱信号进行检测 ,还可以通过传感器对其它非电信号如微弱的机械振动实现自动检测和控制 ,从而构成完整的测控系统 ,因此峰值检测具有广泛的实用价值。
峰值检测技术是数字存储示波器及数据采集卡中的重要技术之一, 用来实现波形的峰值捕捉[2]。
在科研、生产的许多领域都需要用到峰值检测设备，比如检测某建筑物中梁的最大承受力 ,检测一根钢丝绳的最大允许拉力等，这就需要用到相应的检测设备。
目前常用的方法是先求得检测信号的平均值，但使用平均值掩盖了被检测信号的突然脉冲，从而可能引起系统的失灵及不稳定[3]。
若用由二极管和电阻电容构成的普通峰值检波电路来检波 ,效果会很差 ,主要表现在两个方面: 第一 ,若选择 RC电路时间常数大一些 ,则输出信号的波形会好一些 ,但检波输出之后的信号幅值和检波之前的信号幅值有明显的差距 ,输出信号幅值明显降低 ,峰值检波效率变差 ,同时 ,信号快变部分的丢失变得严重。
第二 ,若选择 RC电路时间常数小一些 ,则会发现检波前后的信号幅值的差异变小 ,信号之中的快变分量明显变好 ,但输出信号的波形明显变差 ,不利于对信号的A/ D变换。
为了得到良好的输出波形,同时峰值检波前后的信号幅值差异小 ,信号快变部分丢失小 ,检波效率高 ,以利于 A/ D 变换的需要 ,一种较好的方法就是采用基于单片机(MCU)和LF398的峰值检波电路，本文分析设计了一台基于AVR单片机(MCU)和LF398的信号峰值检测仪 ,测量精度为0.005V,采用LCD1602液晶显示峰值。
一 、峰值检测基本原理峰值检测电路（PKD ，Peak Detector ）的作用就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，电路输出值需一直保持，直到一个新的更大的峰值出现或电路复位。
其效果原理如图1所示：图1 峰值检测基本原理二 、系统方案设计2.1 系统总体框图设计本系统的关键任务是检测出峰值并使之保持稳定和数字显示，其总体结构框图如图2所示。
它由传感器、放大器、采样/保持电路、采样/保持控制电路、A/D 转换电路、峰值显示电路组成。
由传感器测量得到一定的输入信号，该输入信号一般较小，需经放大器放大，放大后的信号送入峰值采样/保持电路，单片机将得到的峰值模拟信号进行A/D 转换后数字输出并显示。
传感器信号放大采样/保持电路采样/保持控制电路主控器A/D转换峰值显示图2 峰值检测系统设计总体结构框图2.2 峰值检测方案设计和论证方案1：如图3所示即为一般正峰值检测电路，其工作原理为：初始状态电容电压 Uc等于零时,当输入电压Ui ≥0 的时候,由于运放 U3 充当跟随器,故Ui= Uo ,二极管 D2 导通 ,电压 Ui 对电容 C2充电 ,直至电容 C2上的电压 Uc 等于输入电压 Ui 的峰值，只要输入电压 Ui ≤Uc ,二极管 D2 就截止,电容电压 Uc 保持不变,即电容电压 Uc 保持先前检测到的输入电压 Ui 的峰值,只有输入电压 Ui ≥Uc时,二极管 VD才导通 ,电容 C 进行充电。
总之 ,电容电压Uc 始终保持输入电压 Ui 的峰值。
但此电路存在缺陷 ,当输入小信号波形的正向峰值小于二极管 D2 的正向导通电压时 ,二极管将截止 ,此峰值检测电路便不能工作。
可见 ,此电路不能用于检测小信号波形的峰值。
图3 一般峰值信号检测原理图方案2：如图4所示为小信号峰值检测电路,此电路是由一级运放构成 ,二极管VD置于反馈回路之中。
运放 U1 与电容 C1一道构成峰值检测电路;运放 U2 构成跟随器 ,使峰值检测电路与后面的电路隔离。
当小信号输入时 ,即使输入信号的正半周很小 ,由于运放 U1的 Av ( Av为运放环路电压增益) 很大,而 U1 的输出电压等于Uin· Av ,所以 U1 的输出电压也足以使二极管导通,迫使运放U1 处于跟随状态,从而能实现对输入小信号的峰值进行检测。
虽避免了方案1的不足之处，但是该方案对各个元件的参数要求较高，而且容易受干扰。
图4 小信号峰值检测原理图方案3 ：如图5所示，采用LF398作为峰值采样/保持电路的核心，LF398是一种反馈型采样/保持放大器，它的第8个引脚为采样保持器的控制脚 ,输人高电平时 ,芯片工作在采样状态,输入低电平时 ,芯片工作在保持状态。
由于回路阻抗很大 ,所以保持功能很强 ,电路的保持功能是依靠C1对 Vi的充电实现的 ,因而对C1的要求较高 ,一般选用有机薄膜介质电容。
UA741构成比较器电路,将被测信号与保持信号Vo进行比较,若Vi>Vo,比较器输出高电平 ,开启LF398进人采样状态，若Vi<Vo,比较器输出低电平,使LF398保持原有信号峰值。
图5 LF398采样电路通过实验发现，方案3不仅避免了前两种方案的缺陷，而且相比于前两个方案，其峰值保持效果有极大的提升，简化了硬件电路，在一定程度上减少了元件参数的影响，因此本系统采用了方案3。
三、硬件设计3.1 单片机A/D转换电路和LCD接口电路3.1.1 ATMEGA16简介ATMEGA16单片机是1997年由ATMEL公司研发出的增强型内置Flash的RISC(Reduced Instruction Set CPU) 精简指令集高速8位单片机。
与其它单片机相比，AVR 单片机具有如下优点：●哈佛结构，具备1MIPS / MHz的高速运行处理能力；●超功能精简指令集（RISC），具有32个通用工作寄存器，克服了如8051MCU采用单一ACC进行处理造成的瓶颈现象；●快速的存取寄存器组、单周期指令系统，大大优化了目标代码的大小、执行效率，部分型号FLASH非常大，特别适用于使用高级语言进行开发；●大部分AVR片上资源丰富：带E2PROM，PWM，SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comparator，WDT等；●片内集成多种频率的RC振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延时等功能，外围电路更加简单，系统更加稳定可靠；3.1.2 ATMEGA16的管脚分布及功能如图6所示为ATMEGA16的管脚图。
VCC(10):数字电路的电源。
GND(11、31):地。
XTAL1（13）:反向振荡放大器与片内时钟电路输入端。
XTAL2（12）：反向振荡放大器输出端。
AVCC（30）:端口A与A/D转换器电源。
AREF（32）:A/D模拟基准电压输入引脚。
图6 ATMEGA16L管脚图RESET（9）:复位输入脚，持续时间超过最小门限时间的低电平将引起系统复位。
端口A（PA0-PA7）:端口A为8位双向I/O口，具有可编程的内部上拉电阻。
端口B（PB0-PB7）: 端口B为8位双向I/O口，具有可编程的内部上拉电阻。
端口C（PC0-PC7）: 端口C为8位双向I/O口，具有可编程的内部上拉电阻。
端口D（PD0-PD7）: 端口D为8位双向I/O口，具有可编程的内部上拉电阻。
3.1.3 LCD1602的接口电路LCD1602引脚分布及功能与ATMEGA16L单片机的接口电路如图7所示。
图7 A/D转换电路和LCD显示电路第1脚：VSS 为地电源。
第2脚：VDD 接5V 正电源。
第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K 的电位器调整对比度。
第4脚：RS 为寄存器选择，高电平选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
第5脚：RW 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。
当RS 和RW 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS 为低电平RW 为高电平时可以读忙信号，当RS 为高电平RW 为低电平时可以写入数据。
第6脚：E 为使能端，当E 端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。
第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。
第15～16脚：背光电源。
3.2 小信号放大电路在一般的信号放大应用中通常只要经过差动放大电路即可满足要求，然而基本的差动放大电路精密度较差，而且差动放大电路上改变放大增益时，必须调整两个电阻，影响整个放大精确度的因素就更加复杂。
而仪表放大器AD620增益范围宽（增益为1-1000），电源供电范围宽（+2.3V-+18V ），功耗低，精确度高，电路简单，只需外接一个电阻就可改变放大倍数[4]，图8为AD620的管脚图，其中1、8脚需跨接一电阻来调整放大倍率，4、7脚需提供正负相等的工作电压，2、3脚接入输入信号即可从6脚得到放大后的信号，5脚为参考基准电压输入，如果接地则6脚的输出即为与地之间的相对电压，AD620的放大增益关系式如式（1）和式（2）所示，由此2式我们即可推出各种增益所需要的电阻Rg. G = 49.4K Rg+1 （1）Rg = 49.4K G-1（2） 图8 AD620管脚图基于上述有利条件，我们以AD620为核心，OP07（扩大增益范围）为辅构成系统的放大电路,电路如图9所示：信号经过前级电压跟随器器后送入AD620进行第一级放大，AD620输出信号送至OP07进行第二级放大后输出。