水暖之家讯：带中断输出的实用峰
(南京东南大学电子工程系,南京210096)
摘要:介绍了一种实用峰值检波器的硬件原理,及共参数调整和性能。
关键词:峰值检波;精密二极管;运算放大器;采样保持
在工业控制中,我们经常会碰到各种各样的信号,有一种信号(电压或电流) 类似于间歇振荡信号有正有负,幅值随着时间越来越小。比如小金属物体(冲击体) 通过线圈冲击其他物体时,线圈的输出电流如图1 所示。有的工业应用需要知道峰值A 点和B 点的电流值,这样就需要检测输出信号的峰值。里氏硬度计传感器的信号特征就如图1 所示。本文就以这个典型的信号处理来讨论峰值检波电路的原理、实现,以及在实际应用中如何调整电路参数,以达到性能的要求。
1 峰值检波的原理
峰值检波电路是由一级精密二极管电路和一级电压跟随器组成。所以为了更好的理解峰值检波电路原理,先要理解精密二极管电路。
1.1 精密二极管
图1 间歇震荡信号
在图2 (a) 的一般二极管整流电路中,因为二极管VD 存在阈值电压UT ,输入信号ui 的正幅值必须大于阈值电压UT 后, RL 上才会有整流电流通过。由于二极管的正向压降和非线形特性的影响,一般二极管整流电路整流输出误差较大。若把集成运算放大器接成闭环状态,把二极管接在负反馈网络中,如图2 (b) 所示,构成了精密二极管电路,这种电路能大大减小二极管VD 的阈值电压。图2 (b) 中的“二极管”与图2 (a) 中的二极管相比,其阈值电压UT 等于UT 除以集成运放的开环电压放大倍数AD 。例如,若ui 的频率为2 Hz ,在该频率下AD = 5 ×104 ,设一般二极管的阈值电压UT =016 V ,则U′T = UTPAd = 0. 6P(5 ×104 ) = 12μV这一结果说明图2 (b) 中“二极管”的阈值电压已经变的很小很小,在许多场合这是完全可以忽略不计的。图2 (b) 中的集成运放和二极管VD 构成精密二极管电路。它相当于一个理想的整流元件。对于图2 (b) 的电路,当ui 为正信号,且ui > UT 时,它相当于一个电压跟随器, uO = ui 。当ui 为负信号时,二极管VD 截止。
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