- Podstawowy obwód detektora szczytowego
- Obwód detektora wartości szczytowych oparty na wzmacniaczu operacyjnym
- Wymagany materiał
- Schemat obwodu
- Działanie obwodu detektora szczytowego opartego na wzmacniaczu operacyjnym
Obwód detektora szczytu służy do znajdowania amplitudy szczytowej w szybko zmieniającym się przebiegu. Detektory szczytowe są zwykle używane w aplikacjach do pomiaru dźwięku, aby znaleźć maksymalny poziom dźwięku w określonym obszarze lub miejscu, co pomaga w określeniu maksymalnego poziomu głośności w tym miejscu. Tak więc istnieje wiele zastosowań, w których używany jest obwód detektora pików. W przypadku podstawowego obwodu detektora szczytowego nie potrzebujemy nawet żadnych skomplikowanych elementów elektronicznych. Prosty detektor szczytowy obwodu można budować za pomocą diody i kondensator.
Podstawowy obwód detektora szczytowego
Podstawowym obwodem detektora szczytowego jest szeregowe połączenie diody i kondensatora. W naszym obwodzie, dajemy wejście sine fali od A 220V do transformatora step-down 6V. Dioda jest ustawiona w stanie spolaryzowanym do przodu, a na wyjściu sonda oscyloskopu jest podłączona między diodą a kondensatorem. Poniżej znajduje się schemat podstawowego obwodu detektora wartości szczytowej.
W dodatnim półcyklu sygnału dioda będzie spolaryzowana do przodu i pozwoli na przepływ prądu przez nią. Jednocześnie kondensator zaczyna ładować się do wartości szczytowej sygnału wejściowego, aż dioda pozostanie spolaryzowana do przodu.
Teraz, w ujemnym półcyklu sygnału, dioda zostaje spolaryzowana odwrotnie iw tym czasie kondensator utrzymuje wartość szczytową poprzedniego półcyklu. Dlatego nazywa się to detektorem szczytów, a przebieg wyjściowy będzie wyglądał jak na poniższym obrazie,
Praktycznie wyjście jest przenoszone przez pewne obciążenie podłączone do obwodu. Tak więc, jeśli sygnał wejściowy jest zmniejszanie rozpoczyna rozładowania kondensatora przez obciążenie R L. Aby utrzymać ładunek i spowolnić rozładowanie kondensatora, wybierz obciążenie R L o bardzo dużej wartości.
Wyjście obwodu zostanie zdefiniowane jako
V OUT = V IN - V D
Gdzie V IN to napięcie sygnału wejściowego, a V D to spadek napięcia na diodzie. Tutaj, w przebiegu wyjściowym, widać, że szczyt jest przesunięty w dół z powodu spadku napięcia na diodzie w obwodzie. Tak więc ten spadek napięcia na diodzie zmniejsza sprawność obwodu, a do ulepszenia projektu w następnej kolejności użyjemy wzmacniacza operacyjnego.
Aby wykryć ujemną wartość szczytową sygnału wejściowego, podłącz diodę w stanie odwrotnym.
Obwód detektora wartości szczytowych oparty na wzmacniaczu operacyjnym
Obwód detektora szczytowego oparty na wzmacniaczu operacyjnym jest modyfikacją podstawowego obwodu detektora szczytowego, używanego do usuwania spadku napięcia na diodzie. Ilekroć przyłożony sygnał napięcia wejściowego jest większy niż napięcie progowe diody, dioda jest spolaryzowana do przodu i działa jako zamknięty przełącznik. Tutaj dioda jest podłączona w sprzężeniu zwrotnym, a zatem obwód działa jako obwód buforowy. Zatem każde wejście podłączone do dodatniego zacisku wzmacniacza operacyjnego zostanie odebrane na zacisku wyjściowym.
Wymagany materiał
- Oscyloskop
- LM741 - układ scalony wzmacniacza operacyjnego
- Dioda - 1N4007
- Rezystor (10k) - 3nos.
- Kondensator (4,7 uf) - 1nos.
- Płytka prototypowa
- Skaczące przewody
Schemat obwodu
Działanie obwodu detektora szczytowego opartego na wzmacniaczu operacyjnym
W pierwszej dodatniej połowie cyklu wyjście wzmacniacza operacyjnego jest WYSOKIE, więc dioda jest spolaryzowana do przodu. W tym samym czasie kondensator ładuje się do najwyższej wartości szczytowej sygnału wejściowego. Tutaj obwód pracuje jako obwód bufora wtórnika napięcia.
W pierwszym ujemnym półcyklu wyjście wzmacniacza operacyjnego jest NISKIE, więc dioda będzie spolaryzowana odwrotnie. Dlatego dopóki dioda nie zostanie ponownie spolaryzowana do przodu, kondensator utrzymuje wartość szczytową sygnału wejściowego. W tym stanie spolaryzowana zaporowo dioda OP-AMP jest w stanie otwartym pętli i przechodzi w stan nasycenia, a więc kondensator zaczyna wyprowadzoną R L. Dlatego zobaczysz malejące nachylenie w ujemnym cyklu sygnału.
Kształt fali wyjściowej obwodu detektora szczytowego opartego na wzmacniaczu operacyjnym podano poniżej:
