舞动的幅值—峰值检波电路

2020-06-29 10:27:36 浏览数 (1)

前言

前些天,有学弟问到了峰值检波电路的东西,重新分析了一遍,并记录下此文,若有错误之处,欢迎后台留言指出(ps:现在新创建的公众号已经无评论的功能)。

介绍

在很多时候,需要采集的信号峰值只存在一瞬间,然后就消失不见,对于采样率比较低的设备来说,根本无法对这样的信号进行分析和处理,于是需要一个可以保持峰值的电路来保持峰值,以便后续的信号处理系统进行使用,即本文介绍的峰值检波电路。

峰值检波电路,也有峰值检测器、峰值保持器等多个叫法,但不管怎么说,它的作用都是对输入信号的峰值进行跟踪并保持,是一种能记忆信号峰值的电路,其公式有:

输出电压(Vo)=输入信号的峰值(Vi_peak)

而且输出保持在输入信号的最大峰值,如下图(图1)所示:

图1

以下使用一款EDA工具(Multisim)对峰值检波电路进行仿真设计,为了使得峰值保持更加灵活,本设计添加了开关对保持峰值电压的效果进行了简单模拟,仿真图如下图(图2)所示:

原理分析

信号从V1产生,从3号管脚进入运放,根据运放的虚短法则,2号引脚具有与3号引脚上相同的波形;U1B为电压跟随器(输入与输出电压相同),用以提供电流支持。

当引脚3的电压大于电容C1电压时,电阻R1上产生压降,电流从左到右。根据运放的虚断法则,引脚2无法提供电流,并且D2反偏也不会导通。为了维持平衡只有提升R1右端的电压(也是电容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R1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,电压得以保护。

电容C1右边有一个放电电阻R2,图中使用一个开关S1手动选择连接VCC或者GND模拟采集设备进行控制Q1的导通与截止;Q1导通时,电容进行放电;Q1截止时,峰值信号得以保持,保持效果也与电容有关,可根据自己需要进行电阻R2与电容C1参数的配置,RC的放电时间常数τ=R*C。

效果展示

信号源的配置如下图(图3)所示,最终振幅即最大幅度值。

图3

保持的峰值效果图如下图(图4)所示

图4

为看出明显的变化效果,可观看下方视频~

Show Time!!!

是不是有点莫名其妙的的乐趣?

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