峰值檢測器電路用于在快速變化的波形中找到峰值幅度。峰值檢測器通常用于聲音測量應用中,以查找特定區域或地點的最大聲音級別,這有助于確定該地點的最大響度級別。因此,像這樣,有許多使用峰值檢測器電路的應用。對于基本的峰值檢測器電路,我們甚至不需要任何復雜的電子元件。可以使用二極管和電容器構建簡單的峰值檢測器電路。
基本峰值檢測器電路
基本的峰值檢測器電路是串聯的二極管和電容器。在我們的電路中,我們從220v 到 6v 降壓變壓器提供正弦波輸入。二極管處于正向偏置狀態,對于輸出,示波器探頭連接在二極管和電容器之間。下面是基本峰值檢測器電路的示意圖。
在信號的正半周,二極管將正向偏置并允許電流通過它。同時,電容開始充電到輸入信號的峰值,直到二極管保持正向偏置。
現在,在信號的負半周期,二極管反向偏置,此時電容器保持前半周期的峰值。因此,這被稱為峰值檢測器,輸出波形將如下圖所示,
實際上,輸出是通過連接到電路的某些負載獲取的。因此,當輸入信號減小時,電容器開始通過負載 R L放電。為了保持電荷并減慢電容器的放電速度,請選擇非常高的負載 R L值。
電路的輸出定義為
V OUT = V IN - V D
其中V IN是輸入信號電壓,V D是二極管兩端的電壓降。在這里,在輸出波形中,您可以看到由于電路中二極管兩端的電壓降,峰值向下移動。因此,二極管上的這個電壓降會降低電路的效率,為了改進設計,接下來我們將使用運算放大器。
為了檢測輸入信號的負峰值,在反向條件下連接二極管。
基于運算放大器的峰值檢測器電路
基于運算放大器的峰值檢測器電路是基本峰值檢測器電路的修改,用于消除二極管兩端的電壓降。每當施加的輸入電壓信號大于二極管的閾值電壓時,二極管就會正向偏置并充當閉合開關。在這里,二極管連接在反饋中,因此電路用作緩沖電路。因此,任何施加到運算放大器正端的輸入都將在輸出端接收。
所需材料
示波器
LM741-運算放大器IC
二極管 - 1N4007
電阻器(10k) - 3nos。
電容器 (4.7uf) - 1 個。
面包板
跳線
電路原理圖
基于運算放大器的峰值檢測器電路的工作
在第一個正半周期,運算放大器輸出為高電平,因此二極管正向偏置。同時,電容充電到輸入信號的最高峰值。在這里,該電路用作電壓跟隨器緩沖電路。
在第一個負半周期,運算放大器輸出為低電平,因此二極管將反向偏置。因此,直到二極管再次正向偏置,電容器才會保持輸入信號的峰值。在二極管的這種反向偏置條件下,運算放大器處于開環狀態并進入飽和狀態,因此電容器開始向 R L放電。這就是為什么您會在信號的負周期中看到下降的斜率。
基于運算放大器的峰值檢測器電路的輸出波形如下所示:
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