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使用二极管和电容器构建简单的峰值检测器电路

科技观察员 来源:circuitdigest 作者:Pankaj Khatri 2022-09-23 15:38 次阅读

峰值检测器电路用于在快速变化的波形中找到峰值幅度。峰值检测器通常用于声音测量应用中,以查找特定区域或地点的最大声音级别,这有助于确定该地点的最大响度级别。因此,像这样,有许多使用峰值检测器电路的应用。对于基本的峰值检测器电路,我们甚至不需要任何复杂的电子元件。可以使用二极管电容器构建简单的峰值检测器电路。

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基本峰值检测器电路

基本的峰值检测器电路是串联的二极管和电容器。在我们的电路中,我们从220v 到 6v 降压变压器提供正弦波输入。二极管处于正向偏置状态,对于输出,示波器探头连接在二极管和电容器之间。下面是基本峰值检测器电路的示意图。

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信号的正半周,二极管将正向偏置并允许电流通过它。同时,电容开始充电到输入信号的峰值,直到二极管保持正向偏置。

现在,在信号的负半周期,二极管反向偏置,此时电容器保持前半周期的峰值。因此,这被称为峰值检测器,输出波形将如下图所示,

poYBAGMtYpaAWNhhAABzWMLURVs624.png

实际上,输出是通过连接到电路的某些负载获取的。因此,当输入信号减小时,电容器开始通过负载 R L放电。为了保持电荷并减慢电容器的放电速度,请选择非常高的负载 R L值。

电路的输出定义为

V OUT = V IN - V D

其中V IN是输入信号电压,V D是二极管两端的电压降。在这里,在输出波形中,您可以看到由于电路中二极管两端的电压降,峰值向下移动。因此,二极管上的这个电压降会降低电路的效率,为了改进设计,接下来我们将使用运算放大器

为了检测输入信号的负峰值,在反向条件下连接二极管。

基于运算放大器的峰值检测器电路

基于运算放大器的峰值检测器电路是基本峰值检测器电路的修改,用于消除二极管两端的电压降。每当施加的输入电压信号大于二极管的阈值电压时,二极管就会正向偏置并充当闭合开关。在这里,二极管连接在反馈中,因此电路用作缓冲电路。因此,任何施加到运算放大器正端的输入都将在输出端接收。

所需材料

示波器

LM741-运算放大器IC

二极管 - 1N4007

电阻器(10k) - 3nos。

电容器 (4.7uf) - 1 个。

面包板

跳线

电路原理

poYBAGMtYpeAEagCAADFArPj6y4594.png

pYYBAGMtYpqAC2B3AACjt0ED1yQ636.jpg

基于运算放大器的峰值检测器电路的工作

在第一个正半周期,运算放大器输出为高电平,因此二极管正向偏置。同时,电容充电到输入信号的最高峰值。在这里,该电路用作电压跟随器缓冲电路。

在第一个负半周期,运算放大器输出为低电平,因此二极管将反向偏置。因此,直到二极管再次正向偏置,电容器才会保持输入信号的峰值。在二极管的这种反向偏置条件下,运算放大器处于开环状态并进入饱和状态,因此电容器开始向 R L放电。这就是为什么您会在信号的负周期中看到下降的斜率。

基于运算放大器的峰值检测器电路的输出波形如下所示:

poYBAGMtYpuAKZdRAABXzg17qbU780.png

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