Active Peak Hold Devres'e Giriş
Yüksek sadakatle geçici bir sinyalin maksimum değerini belirtmek, hızla değişen bir gerilim ve daha yüksek bir sonraki işlem için bir aksanlık analiz etmek, sabit yükselteçler (parçalar) ile sabit bir hatanın zirvesini ölçmek veya bu problemin değerini karakterize etmek.
Bu makale, aktif zirvenin artırılmış devreleri artırılmış olan artırılmış bir kılavuz sunmaktadır.Temel işletim ilkelerini kaplar, çeşitli topolojileri karşılaştırır, bileşen seçimi ve büyüklüğü tartışır ve satın alma hızı gibi kritik ticaret-evcutları inceler.[Dönetici uygulama örnekleri ve ileri teknikler dahil – birden fazla yakalama ve otomatik-reset mekanizmaları dahil - bu devreleri gerçek dünya ölçüm sistemlerine entegre etmenize yardımcı olur.Döneticileri boyunca, referans yazarlığı kaynaklarına referans veririz.[Döneticileri[Döneticileri ve ilericimler ve ilericiz)
Peak Tespit Prensipi ve Keep
Bir zirvede devre iki temel işlevi yerine getiriyor: algılama ve depolama. algılama sırasında, devre sürekli olarak depolanan referansa karşı anlık giriş gerilimi karşılaştırır. girişin referansı aştığında, devre depolama elementini güncelliyor -özellikle de bir kapasitör – en az yeni giriş seviyesindeki gerilimi korumak için.
Pasif bir uygulamada, bir diyot ve kapasitör basit bir zirve deküratörü oluşturur. diyot, giriş dalgasının tepesine doğru iner, ancak diyot ileri gerilim damlasını (tipik olarak 0.6-0.7 V for silikon) sistematik bir hata sunar ve çıkış kaynağına ters sızıntısı verir, ancak çıkış sırasında bir ampülatörün yükün şarj edilmesini önler.
Aktif vs. Pasif Peak Hold: A Karşılaştırmalı Bir görünüm
Devre tasarımına girmeden önce, aktif ve pasif zirvenin yaklaşımlarını karşılaştırmak için öğreticidir. Pasif zirve dektörler basit ve ucuzdur, ancak diyotların geri kazanılması yüksek seviyeli sinyaller için diyot sınırlarının ileri gerilim düşmesidir ve çıktı gerilimi tazminat olmadan gerçek zirveye ulaşamaz.
Aktif zirve devreleri, aksine, JFET-input tiplerini ve hatta CMOS-input tiplerini daha yüksek sağlamak için artırılmış olan amplitüser seviyesini azaltın.Aksiyel devrelerin girişi, neredeyse yük devretme aşaması, özellikle de JFET-input tiplerini ve hatta daha yüksek olan on megaohms sağlar.
Core Op-Amp Peak Topolojileri İçiyor
Klasik Diode-Capacitor Konsül
En basit aktif zirve, bir geri dönüş yolunda bir diyot ve kapasitör yer tutar. giriş sinyali, af çıkışındaki artış artış artışını artırır ve kapasitörleri bir inverme işlemine kadar şarj eder.Okullanıcıya bağlı olduğunda, af çıkışı düşük, geri dönüşler yükselir.
Bu topoloji basit, ancak olumsuz raylara yakın bir şekilde şarj edilmesi gereken bir yol var ve bu sorunlarla karşılaştırıldığında, bu yapılandırma, düşük hızda ve mevcut kapasiteye ihtiyaç duyar.
HassasiyetReksertif-Based Peak Hold
Doğruyu geliştirmek için, hassas bir retifier basit diyotu değiştirebilir.Bu topolojide, şarj aletini tam olarak ortadan kaldırmak için geri yükleme işlemi yapılır.The diyot is a voltajı that is exactly the input.The correct, with the correct retifier.The correct, the correct valuetifier.The feedback of the correct correct o is the input the input the input the input the input hold.
Hassas retifier- bazlı zirve devreleri klasik konfigürasyondan önemli ölçüde daha iyi doğruluk sunar, özellikle de bir diyot damlasının zirvenin büyük bir kısmı olacağı düşük seviyeli sinyaller için. hassas AC-to-DC dönüştürücüler, ses seviyesi metre ve tıbbi enstrümantasyonda yaygın olarak kullanılırlar. Ancak, ek artırılmış amp ve geri bildirim karmaşıklığı tasarım çabasını artırmak ve döngü stabiliteleri nedeniyle maksimum işletim frekansı azaltılabilir.
Yüksek Hızlı Track-and-Hold Architectures
Çok hızlı geçici sinyaller için - nanosaniye aralığındaki artış süreleri ile - kontenja sahip devreler çok yavaş olabilir. Bu durumlarda, bir iz-ve-hold (T/H) mimarlık daha uygun olduğunda, bir T/H devre yüksek hızda geçiş kullanır (piyonel olarak bir JFET veya analog geçiş) aşağıdaki girişleri takip edebilir.
Modern bütünleşik T/H amplifikatörler, birkaç nanosaniye kadar bu işlevleri bir paketle birleştirir.Demeksiz uygulamalar yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte kullanım için daha yüksek performansa sahiptir.The North bütünleşik T/H amplifiks.[Döneticiler için 3 ) ve GPU'dan [Döneticileri ile) ve RF anahtarları, bu işlevlerin özel ihtiyaçları için daha yüksek performansa sahip olması için daha yüksek performansa sahip olabilir.
Bitirme Seçimi ve Sizing
Doğru bileşenleri seçmek başarılı bir aktif zirve tasarımı için gereklidir. Anahtar elementler af amp, kapasitör, diyot (eğer kullanılırsa), ve sıfır mekanizmasıdır.
Op-Amp Selection Kriterleri
Üst algılama aşamasında kullanılan af amplitübünün en yüksek frekans bileşeni olması gerekir; örneğin, 1 μs darbesi (yaklaşık 1 mm bant genişliği) için kullanılan bir amplifiğe sahip olmak için aşağıdakiler için yüksek çözünürlükte bir ölçüm oluşturabilirsiniz.
Capacitor Bölümleri
Konsertör (C HOLD) hafıza elemanıdır. Değeri, satın alma zamanı ve droop oranı arasındaki ticareti belirler. Daha küçük kapasiteli bir ücret daha hızlı, devrenin kısa süreli uygulama için izin verir, ancak aynı zamanda düşük dielektrikli absorpsiyon (e.g) ile daha yüksek çözünürlükte olan bir kapasitör seçin.
Diode ve Anahtarlama Seçenekleri
Bir diyot kontrol için kullanan devrelerde, düşük ters bir sızıntı ile hızlı bir şekilde diyalektif diyot (örneğin, 0,0) · 5 °T:0|Dönemli projeksiyonlar için (düşük) veya yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bir şekilde sabitlenmiş olan bir yüksek çözünürlükte bulunan bir yüksek çözünürlükte (yaklaşık 0,4) yüksek çözünürlükte bir şekilde sabitlenebilirlik ile sabitlenebilir.
Tasarım Trade-Offs and Performance Optimizasyon
Her zirve tutma işlemi uygulama gereksinimlerinizi karşılamak için yönetmek zorunda olduğunuz temel ticaret devrelerini içerir.
Droop Rate ve Leakage
Droop, mevcut sızıntı nedeniyle yapılan gerilimin kademeli olarak bozulmasıdır, kapasitör, tampon a amp akımı ve herhangi bir koruma diyotlarının ters sızıntısı. droop oranı (in V/s) I LEAK / C HOLD tarafından verilir. droop azaltmak için, C HOLD (daha fazla satın alma süresine göre) veya en aza indirme süresini kullanarak fiziksel olarak korumak için aynı zamanda bir amplifiğe veya CMOS tamponum kullanarak.
Zaman vs. Overshoot
Yeni bir zirvenin girişte olduğu zaman aralığı, konsitöre yerleşen zaman içinde, bu zirvedeki belirli bir hata bandına yerleşene kadardır. Daha küçük kapasiteli ve şarj edilebilir bir süre sonra şarj edilebilirliği azaltılabilir. ancak, afeksi aracılığıyla şarj edilebilir bir şekilde şarj edilebilir.Hızlı bir şekilde satın alma süresine ve yerleşmek için bir ticaret yapmak gerekir.
Band genişlik ve Slew Rate Limits
Sonlu bant genişliği ve af amp oranı girdi ve tutulan amplitüdün arasında bir gecikme yaratır.Bir sinüsoidal giriş için, çıktının zirvesi, bu durumu azaltmak için, amplifiğe ilişkin bir miktar ile ilgili olarak gerçek girdi ve beş faktöre göre en hızlı giriş için en kısa sürede şarj edilemez.
Uygulama Örnekleri Uygulama Örnekleri
Devre Açıklama
Bir 10 V zirveye yönelik pratik bir tasarım 1 μs'nin yükselişi ile hedefleniyor. Devre, bir Schottky diyot ile klasik bir aktif zirveye sahip. giriş op is anİLFLT:0)OPA2134) (8 MHz, 20 V/μs, JFET girişi) bir gerilim takip eden bir sinyal cihazı ile sabitlenir.The hold cleor is 1 nF (C0G seramik), which give a makul bir uzlaşma verir (C0G)
Operasyonda, pozitif devam eden bir pul girdi girişe geldiğinde, OPA2134 çıktı hızla yükselir, Schottky diyot (BAT54) ve 1 nF kapasitor tarafından şarj edilir.Inverting input şu anda girdi.Gücretten sonra, diferansiyel şarjlar ve buffer afüzücük afsiyonel yükleme ile 10,4 kez daha fazla zaman alır.
Simülasyon ve ölçüm İçgörüleri
Bu devredeki SPICE simülasyonları, toplantının doğru zemin ve bekçiler içinde 2 μs artış-time nabını kullanarak, 100 m'den fazla ov, sızıntı hesaplama ile tutarlı bir şekilde ölçümde bulunulduğunu gösteriyor.Sürücüklerdeki iki katmanlı PCB'yi uygun zemin ve bekçiler etrafındaki izler benzer sonuçlar için çarpıcı bir şekilde artış gösteriyor.
Gelişmiş Teknikler
Birden Çok Peak Yakası
Bazı uygulamalar, bir puls treninin zirvesini veya her bir dalgaformunun yerel maximasını gerektirir. Tek bir zirvede bir anahtarlama işlemi yalnızca son sıfırdan bu yana küresel maksimum tutar. Birden fazla zirve yakalamanız için, bir ekran görüntüsü veya bir bilgisayar kontrol cihazı ile üst düzey bir görüntü oluşturabilirsiniz.For analog-domain solutions, a digital top algılama: yüksek hızlı ADC örneklerini kullanarak yüksek çözünürlükte bir alan-programını gösterir.
Sıfır ve Auto-Reset Mechanisms
Birçok ölçüm sistemi, bir okumadan sonra otomatik olarak sıfırlamayı gerektirir. Ortak bir yöntem, bir JFET veya analog geçiş, sıfır sinyali yüksek olduğunda, bir mikro kontrol dönüşleri, her ölçüm döngüsünden sonra sıfırın sıfırlanması için otomatik olarak yüklenebilir.Kaynakdan kaçınılması için kısa bir gecikmeden sonra, geçişin geri çekilmesine izin verir.
Diferansiyel Peak Hold
Dengeli sinyal iletimi veya mevcut algılayıcı gibi uygulamalar, tek bir zirveye karşı koruma sağlar.Bu topoloji, hızlı diferansiyel geçiciler için iki aynı zirveyi kullanırken, negatif sinyal için bir tane (veya tek bir üst gerilim tutma) için bir yüksek hız diferansiyel yükselteçleri kullanarak, iki zirvedeki devreleri kontrol etmek için anahtarlama işlemine olanak sağlar.
Detaylı Bilgi Uygulamaları
Aktif zirve noktaları ölçüm ve enstrümantasyonda çok az sayıdaki sinyale sahiptir.InurFLT:0)[Dörtücük ölçümler, yüksek çözünürlükte, ekrandaki görüntünün sabit bir şekilde sabitlenmesi ve kontrol edilmesi gibi sabit devreler için kullanılır.InÖRÜDÜSÜSÜDÜSÜSÜSÜDÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜN
Üstoloji ve bileşen değerlerinin seçimi sinyal özelliklerine bağlıdır: ses için, hassas bir retifier- bazlı zirve, on milisans'ın sürekli olarak standarttır; RF için yüksek hızlı bir iz-ve-ve-ve-sihtarıklık testi ile birliktedir.[PF) ayrıntılı tasarım için, Analog cihazlar uygulama notu ile işaret eder:0)
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Aktif zirve, amplitüd kullanarak devreler esnek, doğru ve tekrarlanabilir bir çözüm sunar geçici sinyal zirvelerini yakalamak için.Ana tasarım prensiplerini anlamak - geri bildirim döngüsü içinde yerleştirme, kapasitör seçimi ve buffer izolasyonu - çok fazla sayıda sinyal hızı ve amplifikasyonları elde etmek için devreler oluşturabilirsiniz.Releptörlükler arasındaki ticaret-tavıları kontrol etmek için, sabit bir performans kontrol cihazları ile kontrol etmek gerekir.