Κύκλωμα ανιχνευτή αιχμής

Το Peak Detector Circuit χρησιμοποιείται για την εύρεση του μέγιστου πλάτους σε μια ταχέως μεταβαλλόμενη κυματομορφή. Οι ανιχνευτές αιχμής χρησιμοποιούνται γενικά στις εφαρμογές μέτρησης ήχου για να βρουν το μέγιστο επίπεδο ήχου σε μια συγκεκριμένη περιοχή ή μέρος, που βοηθά στον προσδιορισμό του μέγιστου επιπέδου έντασης σε αυτό το μέρος. Έτσι, έτσι υπάρχει αριθμός εφαρμογών όπου χρησιμοποιείται ένα Peak Detector Circuit. Για ένα βασικό κύκλωμα ανίχνευσης κορυφής, δεν χρειαζόμαστε καν περίπλοκα ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Ένα κύκλωμα Simple Peak Detector μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας μια δίοδο και έναν πυκνωτή.

Βασικό κύκλωμα ανιχνευτή κορυφής

Ένα βασικό κύκλωμα ανιχνευτή κορυφής είναι η σύνδεση μιας διόδου και ενός πυκνωτή σε σειρά. Στο κύκλωμα μας, δίνουμε είσοδο ημιτονοειδούς κύματος από μετασχηματιστή 220v έως 6v. Η δίοδος τοποθετείται σε κατάσταση μεροληψίας προς τα εμπρός και για έξοδο, ο ανιχνευτής παλμογράφου συνδέεται μεταξύ της δίοδος και του πυκνωτή. Παρακάτω είναι τα σχήματα για ένα βασικό κύκλωμα ανιχνευτή κορυφής.

Στον θετικό μισό κύκλο του σήματος, η δίοδος θα είναι μεροληπτική προς τα εμπρός και επιτρέπει στο ρεύμα να περάσει από αυτό. Ταυτόχρονα, ο πυκνωτής αρχίζει να φορτίζει στην μέγιστη τιμή του σήματος εισόδου έως ότου η δίοδος παραμείνει μεροληπτική προς τα εμπρός.

Τώρα, στον αρνητικό μισό κύκλο του σήματος, η δίοδος παίρνει αντίστροφη μεροληψία και εκείνη τη στιγμή ο πυκνωτής διατηρεί την μέγιστη τιμή του προηγούμενου ημι-κύκλου. Ως εκ τούτου, αυτό ονομάζεται Peak Detector και η κυματομορφή εξόδου θα μοιάζει με την παρακάτω εικόνα,

Πρακτικά η έξοδος μεταφέρεται σε κάποιο φορτίο που είναι συνδεδεμένο στο κύκλωμα. Έτσι, όταν το σήμα εισόδου μειώνεται το πυκνωτή ξεκινά εκκένωση διαμέσου του φορτίου R _L. Για να κρατήσετε το φορτίο και να επιβραδύνετε την εκφόρτιση του πυκνωτή, επιλέξτε το φορτίο R _L πολύ υψηλής αξίας.

Η έξοδος του κυκλώματος θα οριστεί ως

V _OUT = V _IN - V _D

Όπου V _IN είναι η τάση σήματος εισόδου και V _D είναι η πτώση τάσης κατά τη δίοδο. Εδώ, στην κυματομορφή εξόδου, μπορείτε να δείτε ότι η κορυφή μετατοπίζεται προς τα κάτω λόγω της πτώσης τάσης κατά μήκος της διόδου στο κύκλωμα. Έτσι, αυτή η πτώση τάσης στη δίοδο μειώνει την απόδοση του κυκλώματος και για να βελτιώσουμε τον σχεδιασμό στη συνέχεια θα χρησιμοποιήσουμε το Op-amp.

Για την ανίχνευση της αρνητικής κορυφής του σήματος εισόδου συνδέστε τη δίοδο στην αντίστροφη κατάσταση.

Κύκλωμα ανιχνευτή κορυφής βασισμένο σε Op-amp

Το κύκλωμα ανιχνευτή κορυφής με βάση το Op-amp είναι η τροποποίηση του βασικού κυκλώματος ανιχνευτή κορυφής, που χρησιμοποιείται για την απομάκρυνση της πτώσης τάσης στη δίοδο. Κάθε φορά που το εφαρμοζόμενο σήμα τάσης εισόδου είναι μεγαλύτερο από την κατώτατη τάση της διόδου, η δίοδος θα προωθείται προς τα εμπρός και ενεργεί ως κλειστός διακόπτης. Εδώ, η δίοδος συνδέεται στην ανατροφοδότηση και ως εκ τούτου το κύκλωμα λειτουργεί ως κύκλωμα buffer. Έτσι, όποια είσοδος εφαρμόζεται στο θετικό τερματικό του op-amp θα ληφθεί στο τερματικό εξόδου.

Απαιτούμενο υλικό

• Παλμοσκόπιο
• LM741- Op-amp IC
• Δίοδος - 1N4007
• Αντίσταση (10k) - 3nos.
• Πυκνωτής (4.7uf) - 1nos.
• Ψωμί
• Καλώδια άλματος

Διάγραμμα κυκλώματος

Εργασία του κυκλώματος ανιχνευτή κορυφής με βάση το Op-amp

Στον πρώτο θετικό μισό κύκλο, η έξοδος op-amp είναι ΥΨΗΛΗ, οπότε η δίοδος είναι μεροληπτική προς τα εμπρός. Ταυτόχρονα, ο πυκνωτής φορτίζει στην υψηλότερη μέγιστη τιμή του σήματος εισόδου. Εδώ, το κύκλωμα λειτουργεί ως κύκλωμα buffer ακόλουθου τάσης.

Στον πρώτο αρνητικό μισό κύκλο, η έξοδος op-amp είναι χαμηλή, οπότε η δίοδος θα αντιστραφεί με πόλωση. Επομένως, έως ότου η δίοδος πάει πάλι προς τα εμπρός, ο πυκνωτής κρατά την τιμή κορυφής του σήματος εισόδου. Σε αυτή την αντίστροφη προκατειλημμένη κατάσταση της διόδου, ο op-amp είναι σε κατάσταση ανοικτού βρόχου και πηγαίνει σε κορεσμό, έτσι ώστε ο πυκνωτής ξεκινά απορρίψεις σε το R _L. Γι 'αυτό θα δείτε τη μειωμένη κλίση στον αρνητικό κύκλο του σήματος.

Η κυματομορφή εξόδου του κυκλώματος ανιχνευτή αιχμής με βάση το op-amp δίνεται παρακάτω: