Пиковый детектор своими руками
Схема пикового детектора используется для нахождения амплитуды (пика) сигнала в быстро меняющейся во времени форме волны. Пиковые детекторы обычно используются в приложениях для измерения звука, чтобы найти максимальный уровень звука в определенной временной области, что помогает определить максимальный уровень громкости в этой области.
Существует множество приложений, в которых используется схема пикового детектора. Для базовой схемы пикового детектора нам даже не нужны сложные электронные компоненты. Схема простого пикового детектора может быть построена с использованием диода и конденсатора.
Пиковый детектор на основе диода и конденсатора
Простая схема пикового детектора представляет собой соединение диода и конденсатора последовательно. В нашей схеме мы подаем синусоидальный сигнал от понижающего трансформатора 220v в 6v. Диод находится в прямом смещенном состоянии, и для наглядности выхода щуп осциллографа подключается между диодом и конденсатором. Ниже приведена схема простого пикового детектора.
В положительном полупериоде сигнала диод (например, 1N4007) будет смещен в прямом направлении и будет пропускать через себя ток. В то же время конденсатор начинает зарядку до пикового значения входного сигнала до тех пор, пока диод будет смещен в прямом направлении.
При отрицательном полупериоде сигнала организуется обратное смещение диода, и в это время конденсатор удерживает пиковое значение предыдущего полупериода. Это и называется пиковым детектором, а выходной сигнал будет выглядеть как изображение, приведенное ниже.
Практически выход осуществляется через некоторую нагрузку, подключенную к цепи. Таким образом, когда входной сигнал уменьшается, конденсатор начинает разряжаться через нагрузку RL. Чтобы удерживать заряд и замедлять разряд конденсатора, выберите нагрузку RL очень высокого значения. Выходной сигнал схемы будет определяться как Vвых = Vвх – Vдиод.
Здесь, в выходной форме сигнала, вы можете видеть, что пик смещается вниз из-за падения напряжения на диоде в цепи. Таким образом, это падение напряжения на диоде снижает эффективность схемы, и для улучшения схемы в дальнейшем мы будем использовать операционный усилитель.
Пиковый детектор с операционным усилителем
Схема пикового детектирования на основе операционного усилителя – это модификация базовой схемы пикового детектора, используемая для устранения падения напряжения на диоде. Всякий раз, когда применяемый сигнал входного напряжения больше порогового напряжения диода, диод будет смещаться в прямом направлении и будет действать как закрытый ключ. Здесь диод подключен к цепи обратной связи и, следовательно, схема работает как буферная схема. Таким образом, любой вход, примененный к положительному выводу операционного усилителя, будет присутствовать на выходе. В следующей схеме будем использовать ОУ LM741.
В первом положительном полупериоде выход ОУ находится в высоком логическом уровне, поэтому диод смещен в прямом направлении. В то же время конденсатор заряжается до самого высокого пикового значения входного сигнала. Здесь схема работает как буферная цепь повторителя напряжения.
В первом отрицательном полупериоде выход ОУ усиливается, поэтому диод будет смещен в обратном направлении. Следовательно, до тех пор, пока диод снова не будет смещен в прямом направлении, конденсатор удерживает пиковое значение входного сигнала. В этом обратном смещенном состоянии диода операционный усилитель находится в состоянии разомкнутого контура и переходит в насыщение, поэтому конденсатор начинает разряжаться через RL. Вот почему вы увидите уменьшение наклона в отрицательном цикле сигнала. Выходной сигнал схемы пикового детектора на основе ОУ приведен ниже.
© digitrode.ru