Obvod detektoru špiček

Peak Detector Circuit se používá k nalezení vrcholové amplitudy v rychle se měnícím tvaru vlny. Detektory špičky se obecně používají v aplikacích pro měření zvuku k nalezení maximální úrovně zvuku v konkrétní oblasti nebo místě, což pomáhá při určování maximální úrovně hlasitosti v daném místě. Takže takto existuje řada aplikací, kde se používá obvod detektoru špiček. Pro základní obvod detektoru špiček nepotřebujeme ani žádné složité elektronické součástky. Simple Peak Detector obvodu lze vytvořit pomocí diody a kondenzátoru.

Základní obvod detektoru špiček

Základním obvodem detektoru špiček je sériové zapojení diody a kondenzátoru. V našem obvodu dáváme sinusový vstup z transformátoru 220v na 6v sestupný. Dioda je umístěna v předpjatém stavu a pro výstup je osciloskopická sonda připojena mezi diodu a kondenzátor. Níže je schéma základního obvodu detektoru špiček.

V kladném polovičním cyklu signálu bude dioda předpjatá dopředu a umožní jí proud projít. Současně se kondenzátor začne nabíjet na špičkovou hodnotu vstupního signálu, dokud dioda nezůstane předpjatá.

Nyní, v záporném polovičním cyklu signálu, se dioda dostane zpětně předpjatá a v té době kondenzátor drží špičkovou hodnotu předchozího polovičního cyklu. Proto se tomu říká Peak Detector a výstupní křivka bude vypadat jako obrázek níže,

Prakticky je výstup přenášen přes určité zatížení připojené k obvodu. Takže, je-li vstupní signál klesá kondenzátor začne vypouštění přes zatížení R _L. Chcete-li udržet náboj a zpomalit vybíjení kondenzátoru, vyberte zátěž R _L velmi vysoké hodnoty.

Výstup obvodu bude definován jako

V _OUT = V _IN - V _D

Kde V _IN je napětí vstupního signálu a V _D je pokles napětí na diodě. Tady ve výstupním průběhu můžete vidět, že špička je posunuta dolů kvůli poklesu napětí napříč diodou v obvodu. Tento pokles napětí na diodě tedy snižuje účinnost obvodu a pro zlepšení designu dále použijeme operační zesilovač.

Pro detekci záporné špičky vstupního signálu připojte diodu v opačném stavu.

Obvod detektoru špiček založený na operačních zesilovačích

Obvod detektoru špiček založený na operačním zesilovači je modifikací základního obvodu detektoru špiček, který se používá k odstranění poklesu napětí na diodě. Kdykoli je aplikovaný vstupní napěťový signál větší než prahové napětí diody, dioda bude předpjatá dopředu a bude fungovat jako sepnutý spínač. Zde je dioda zapojena do zpětné vazby, a proto obvod funguje jako obvod vyrovnávací paměti. Takže jakýkoli vstup aplikovaný na kladnou svorku operačního zesilovače bude přijat na výstupní svorku.

Potřebný materiál

• Osciloskop
• LM741 - integrovaný operační zesilovač
• Dioda - 1N4007
• Rezistor (10k) - 3nos.
• Kondenzátor (4,7uf) - 1nos.
• Nepájivá deska
• Skákací dráty

Kruhový diagram

Práce s obvodem detektorů špiček založeným na operačních zesilovačích

V první kladné polovině cyklu je výstup operačního zesilovače VYSOKÝ, takže dioda je předpjatá dopředu. Současně se kondenzátor nabíjí na nejvyšší špičkovou hodnotu vstupního signálu. Zde obvod funguje jako vyrovnávací obvod sledovače napětí.

V první záporné polovině cyklu je výstup op-zesilovače NÍZKÝ, takže dioda bude zkreslená. Proto, dokud se dioda znovu nedostane dopředu, kondenzátor udržuje špičkovou hodnotu vstupního signálu. V tomto závěrném směru stavu diody, operace-zesilovač je v otevřeném stavu smyčky a jde do nasycení, takže kondenzátor začne vypouštění do R- _L. Proto uvidíte klesající sklon v negativním cyklu signálu.

Níže je uveden výstupní průběh obvodu špičkového detektoru op-amp: