Bir zirve dedektörü, bir giriş sinyalinin en yüksek amplifikasyonunu yakalayan ve daha büyük bir zirveye kadar istikrarlı bir DC seviyesi olarak bu gerilimi sıfırlayan bir analog devredir. Bu işlev, ses seviyesi sayacı, RF algılama ve endüstriyel sensör verileri yakalama gibi sinyal izleme uygulamaları temel alır.Instrücreksiyonel yükselticiler ile inşa edildiğinde, devreler, aktif geri yükleme ağları kullanarak aktif geri yükleme ağların sınırlarını aşmaktadır.

En basit formunda, bir af-amp bir diyotu tutar, giriş önemli bir yük çıkarmadan depolanan bir teli gider.Çünkü girişin depolandığı zaman (toplayıcı ve koruma altındaki) yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunur.For the op-amp has been the correct videos (often daha fazla 100.000'den fazla), sağlanmış olan parmak izi (pişman)

Op-Amp Peak Tespitinin Temelleri

Üç temel bina bloğu her zirvede deküresel olarak tanımlanıyor: basit bir diyot ve kapasitörden daha küçük bir diyotun uçmasına izin veren bir yapılandırma.Bir 100 mVücu dalgası, bir silikon diyotunun 0.6 V damlasını okumak için bir tamponun.

Ancak, pratik kısıtlamalar kalır. Giriş gerilimi, önyargı akım ve af-amp'ın çıktı kapasitesi tüm doğruları etkiler.ETHFLT:0)FET-input op-amps), TL071 veya OPA134 gibi daha düşük gürültüyü sunarlar (picoamperler), uzun süre boyunca ideal kılarlar.

Olumsuz Peak Tespiti Karşı Olumlu

Çoğu devreler pozitif zirveleri tespit eder, ancak sinyalin kutupsallığını geri döndürür ve negatif bir toplayıcıya dönüşür. Tam dalga çıkarma kabuğu için, pozitif ve negatif dedektörleri bir miktar yükseltici yükseltici ile birleştirir. birçok sensör uygulamalarında, sinyalin kutupluluğunun yeterli olduğu, bu yüzden tek bir kutuplu dedektörlerin doğrulanması yeterlidir.

Hassasiyet Peak demleyiciler: Elling Offset ve Leakage

Temel op-amp diyot devreleri hala giriş dengelemesi ve geri dönme şarj enjeksiyonu muzdariptir. AİLFLT:0)Dörtücük (Dönetici) [Dönetici: 1 ) Düşük kapasiteli bir kontraseptör ve F-ETin yükselteçleri kullanarak ikinci bir düzeltme sistemi (JF veya analog) yük devretmeler (JF veya analog) komutları kullanarak ikinci kez sabit tutar.

Bitirme Seçimi ve Ticaret-Offs

Her bileşen zaman, droop, doğruluk ve bant etkiler. aşağıdaki bölümler, af-amp, diyot, kapasitor ve reset mekanizması için ayrıntılı kritik parametreler.

Operasyonel Ampifik

  • [FONT=0]Slew oranı (SR): En hızlı yükselen kenar, dedektörün frekans akıtışı için takip edebilir.[Döntme:2).) ve üst gerilim|Döntme: 0,3 V / μs - en az μs - en az 10 pul / μs gerekir.
  • [FONT=0]Input önyargı akım (I)B)[FONT-input op-amps (TL071, OPA134, AD8628) resim, square önyargıları, giriş pin aracılığıyla şarj cihazı.
  • [FONT:0]Output sürücüsü ve kapasitif yük işleme: Bir kapasitör doğrudan osilasyona neden olabilir. Küçük bir direnççi (10-100 {{) ile seride, mevcut şarj olmadan ringing, af-amp'in kısa süreli (tipsiz 20-40 mA) maksimum şarj oranına neden olabilir.
  • [FONT:0)Supply gerilim aralığı:[Dönemli: [Dönder: 1] Rail-to-rail giriş / ⁇ cihazlar (MCP6022, OPA3, tek bir genel işlem basitledi, girişin zemine veya tedarik rayına yakın olmasına izin veriyor. Bu özellikle tek bir pozitif demiryolunun mevcut olduğu batarya destekli araçlarda faydalıdır.

Diode

Standart bir işlem:0)1N4148[[Dönetici:0] Küçük imzalı diyotlar, düşük çözünürlükte birkaç yüz megahertz için iyi çalışır. 1 μA'daki ileri gerilim 0,0'da, af-ampiyon döngüsü içinde, etkili düşüş kazanç elde edilir, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlüktedir.

Keep Capacitor

  • [[Dönetici değeri: [Dönetici: 0,4 $ μF) Zaman tutar, ancak ses seviyesi için 470 nF'ye 2.2 μF'ye kadar şarj süresine sahipse, DC-çiftli hassas ölçümler için seçim dengesi ve hız.
  • [[DÜDÜ:0)Dielektrik tipi: [DÜDÜT:1]Üye Olmayan veya polistyrene film kapasitörler son derece düşük dielektrikli absorpsiyon ve sızıntı sergiliyor, onları hassas analog tutma için ideal kılıyor. X7R Seramikler daha az talep edilen devrelerde kabul edilebilir, ancak gerilim katsayıları giriş seviyesindeki değişimi ortaya çıkarabilir. NP0/C0G seramikler daha iyi ancak küçük değerlere sınırlı.
  • Leakage düşünceler: 10 nA sızıntısı, açık bir sızıntı özelliği ile 1 μF kapasitor'u 10 mV /s. Yüksek hacimli düğümün etrafındaki PCB'de bekçi halkalarını kullanın ve yüzey sızıntısını en aza indirmek için iyice temizleyin.

Discharge Mechanism ve reset

Paralel bir direnici kontrollü bir çürük, ses zirve programı için faydalı bir program, ekranın yavaş yavaş sıfıra dönmesi gerektiği anlamına gelir.(0)R × C) veya analog bir geçiş (CD4066) ile bir mantık darbesi ile şarj edilir.

Adım-Amp Devre İnşaatı: Single Op-Amp Olumlu Peak Protel

Aşağıdaki prosedür tek bir operasyonel yükselteç kullanarak temel pozitif bir zirve dektör oluşturur. ikinci bir ak-impedans yükleri veya ADC. Standard 8-pin DIP pinout varsayılır.

  1. Giriş sinyalini dördünüze bağlayın:0) Olmayanlar (Dönderler) giriş (pin 3) bir darbeci aracılığıyla şarj edilebilir.Eğer DC'nin ortadan kaldırılması gerekir. 10 kULL direnç olmayan girişten bir referans almak için yere (bir gerilim bölmek için orta-rayın).
  2. Wiredt:0))[Dönlendirme[Dönetici:0)) Giriş (pin 2) diyotun kedisi ile bağlantı kurun. anode op-amp çıkışına bağlanır (pin 6). Kedihode ayrıca konseratörün pozitif terminaline bağlanır; negatif terminal toprağa gider.
  3. Yavaş bir çürüme için kapasitör ile paralel olarak 1 MULL direnç ekleyin (sadece istenen zaman sabit).Tam olarak zamanlar için, deşarj direnç değerini kesmek için güçlü birometre kullanın.
  4. 100 LOW dirençle şarj işlemine karşı 100 LOW direnç gösterin ve osilasyonu önlemek için bir dizide direnir.Bu direnişçi ayrıca hızlı geçiciler sırasında şarj akımını sınırlar.
  5. Bir bipolar tedarik ile af-amp (±5 V ila ±15 V) tek başına, VCC[FLT]'de olmayan girişleri kontrol edin.
  6. Konserin pozitif terminali ikinci bir op-amp (birleşmenin diğer yarısı) bir birlik-kazanağır olarak yapılandırın.Bu tampon, kapasitörlüğü bozmadan sonraki aşamalara yönlendirir.

Devre aşağıdaki gibi çalışır: Giriş düşük, ters-biyansing the op-amp, çıktısını yükseltir ve bir sonraki zirveye kadar gerilimin bozulmasına kadar kapasitör öder.Oturan çıktı olumsuz raylara veya girişin altındakilere hız verir; bu, normal bir girişte, arka plandaki görüntüleyiciye karşı, yüksek çözünürlükte bir cihazla sabitlenir.

Bir Sıfır Geçiş Ekle

Aktif sıfırlama için, bir N-channel MOSFET (2N7000) veya analog geçiş sırasındaki kaymayı atlatmak için kısa bir mantık yüksek bir nabız uygulayın. sıfırdan sonra, dektör hemen sonraki zirvenin sabitini izler (birkaç mikrosaniye) MOSFET anahtarları (ADG601).

Performans Hesapları: Yanıt Time and Droop

İki anahtar formüller performans ve kılavuz bileşen seçimi tahmin etmeye yardımcı olur.

[FONT=0)) Yeterli çözünürlükte (I) ^ ([D) ([D)) ([D)))))))))[Uygunluk (D)) ve benlik) için (D)) · 1 μF kapasiteli (I) s.

[Droop oranı[DDDDDDDDDDDD) [DDDDDroop oranı[DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD) = 50 pA, droop ID)[Dörtücük ve yüksek çözünürlükte 1 μF = 50 μV / μF = 50 μV / μx / siyonlar genellikle bunu aşıyor.

Test ve Doğrulama

Operasyonu doğrulamak için bilinen bir test sinyali ile devreyi getirin. Görsel doğrulama için bir işlev jeneratörü ve oscilloskop kullanın.

  • 1 kHz sine dalga uygulayın; çıktıyı DC seviyesi olarak zirveye eşit olarak gözlemleyin. Birkaç milivolt. Vary the amplitüd; çıktı yükselmek ve aşağı adımlar sırasında tutmak gerekir.
  • 100 ns'in yükselişi ile hızlı bir V pulu akıtın ve yerleşmenin ortaya çıkmasını izleyin.Eğer aşırı yükleme meydana gelirse, küçük bir geri bildirim cihazı ekleyin (10-22 pF) çıktı ve giriş sırasındaki dizi direnç gösterir veya 470 {{'ye kadar aşırı tepki gösterir. Overshoot, o zaman, o zaman diferansiyelin kurtarma zamanı için çok yüksek olduğunu gösterir.
  • Sabit bir ortamda dijital multimetre ile ölçüm. İyi bir devre birkaç saniye boyunca 10 mV içinde tutar. Daha uzun süre bir elektrometre sınıfı tampon kullanın (örneğin LMC662).
  • Formasyon (örneğin, 100 Hz'deki 50 modulation derinliği) ile amplitüdikasyon zarfını, deşarj zamanı sabitinde belirlenen bazı pürüzsüzlik ile takip etmelidir.

Signal Watch Uygulamaları Uygulamaları

Peak dedektörleri birçok ölçüm ve kontrol sistemleri için ön uçlar olarak hizmet eder, hızlı sürekli örnek olmadan geçici olayları yakalamak için basit bir yol sağlar.

  • [FONT=0]Seso seviyesi metre:[Dönetici:[Dönetici:0))) Bir zirvede, 10 dB /s) ekranları veya ADCs üst program metre (PPM) ve VU metrede.
  • [FONT:0)RF güç ölçümü: Kablosuz vericilerde, bir yönsel çift bir Schottky dekürücüyü besler; aktif bir zirve dektör AGC döngüleri veya güç izleme için zarfı yakalar.]
  • [[DÜDÜ:0)Sensor arabirimleri: [DÜDÜT:1] Endüstriyel sensörler (strain ölçümler, hız transdüserleri) genellikle hızlı sürekli örnekleme olmadan hızlı bir şekilde geziler üretir, veri toplama sistemi karmaşıklığını ve maliyeti azaltır.
  • [FONT:0)Pulse yükseklik analizi: [Dönetici: [Dönetici: 0] Nükleer enstrümantasyonda, her bir darbenin parçacık enerjisine göre anlamlı olması gerekir. Bir zirve deküratörü ADC dönüşümü için her bir pulu en üst düzeye taşır. Bir sonraki olay için derememememe bir sıfırdan sonra bir sıfır pulu geri dönüşüm süresi boyunca hataları önlemek için düşük bir droopa sahip olmalıdır.
  • [FONT=0)Power Supply monitoring:[Dönetici:[Dönetici:0)Power Supply monitoring:[Dönetici:0)Power Supply monitoring:[Döneticileri veya veri loggerları için geçiciler sırasında tedarik raylarında en yüksek gerilimi tespit edebilir. uzun süre içinde bir süre ile zirvede en kötü görüntüyü kaydedebilir.
  • [FONT:0) AM demodulation için en iyi algılama tespiti: Olumlu ve negatif zirve dektörlerle tam dalga çıkarma kabuğu ekstraksiyonu için basit bir diyot detektörü için tam dalga çıkarma işlemi için bir yükselteç ile birlikte.Bu teknik yüksek kaliteli AM alıcıları ve spektrum analizleri ile kullanılır.

Gelişmiş Topics ve Extensions

Karşılaştırmacı-Based Peak dektör

Hız kritik ve dengeleme toleransı kabul edilebilir olduğunda, yüksek hızlı bir hesaplama ile af-amp yerini değiştirir (örneğin, LM311, LT1711). Kompatör çıktısı, değeri doğrudan şarj eder, ancak ADC kısa bir süre sonra şarj eder.

Digital Peak Tespiti

Hızlı ADC'ler ile modern mikro kontroller yazılımda zirve algılamayı yapabilir, ancak analog bir top dedektörü ADC'den önce gerekli örnekleme oranını ve işleme gücünü azaltır. Analog ön uç, ADC'nin dönüşüm, geliştirme sistemi verimliliğini gerçekleştirirken zirveye sahiptir. Some SoCs (Cypress PSoC, Microchip PIC) ADC'den önce bir yükseltici ve zirve dedektörü entegre eder ve tek bir algılama da analog algılamayı gerektirir.

Geliştirme ve AGC

AGC'nin otomatik kazanç kontrolü (AGC) devrelerinde, sabit bir çıkış seviyesine sahip bir hata yükselticisi eklenir.In ambroator correct the content control (AGC) ve daha yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş

Düşük Yeterlilik Hassasiyeti için Doğru Op-Amp'ı seçin

Alt katodio sinyalleri (strain ölçümler, DC-çiftli sensörler), OPA388 veya MAX4238 gibi bir sıfır ayarlı sıfırın kayma ve 1 / s gürültünün sıfırlanması ve FET girişleri ve dengeleme geriliminin 5 μV'nin altında olması, mikro volta ödetme özelliği ve birkaç dakika boyunca düşük bir sıfırdan daha az μF kapasitesinin düşmesi gibi bir sıfıra sahip olmasıdır.

Pratik Örnek: Audio Peak Program Ölçümü

Çizgi düzeyinde bir ses için zirve dedektörü tasarlayın (±1 V). Gereksinimler: 1 ms kadar kısa sürede zirvelere cevap verin, ikna edici bir bargraf gösterimi için ikinci başına 10 dB'yi bozar.

Bir TL072 af-amp (slew oranı 13 V /μs, FET girişi) için bir 1N4148 diyot kullanın. 470 nF film kapasitor ve 220 kULL0 direnç direnci (zaman = 220e3 × 470e-9 ⁇ 0.103 s;% 37 ⁇ -% 660 s dB, 10 dB /s) Buffertlik bir şekilde, sabit bir sürücüyü 10 scre kadar daha yüksek çözünürlükte tutmak için.

Sorun Ortak Konuları Sorun Gidermek

  • [FONT=0)Oscillation veya ringing:) Bir seri direnç veya eksiltme (C) ek olarak, af-amp çıkışı ve diyot arasındaki küçük geri bildirim cihazı (-22 pF) girişten çıkıştan çıkıştan çıkıştan elde edilen bir dizi direnç eklemelidir.
  • Output zirveye ulaşamıyor; büyük dengeleme görünür: Hassas bir reaktiflik içinde, kedihode kapasiteye bağlanmak zorundadır. giriş sinyalinin ortak mod sınırları içinde kalması gerekir.Mevcut bir artış eğilimi aşırı seri direniş veya zayıf bir op-amp çıkışı sürücüsünden kaynaklanan kontrol.
  • [FONT:0)Excessive droop:[Dönetici:[Dönetici:0)Excessive droop:[Dönetici:[Dönetici: 1 ) Önlemci sızıntı ve diyot sızıntısını geri çevirerek, yüzey akımlarından gelen kapasitör terminali kalkana kadar.
  • [FONT:0] Hızlı zirvelere yanıt verir: Op-amp, iki af kullanarak daha hızlı bir şekilde şarj edilebilir (LM, 50 V /μs) veya kapasitör boyutunu azaltır (ama daha fazla droop daha hızlı bir şekilde tampon gerektirecektir).
  • [FONT:0)Output, tedarik demiryoluna yakın sıkıştı:[Döntgen:[Dönetici:0) Bazı af-ampler (özellikle eski bipolar tasarımları) fazı ters olmayan giriş noktalarına geçebiliyor (konferin tükendiğinde).

Ayrıca okuma ve referanslar

Üretici uygulama notları derin tasarım anlayışı sağlar ve gelişmiş çalışma için son derece önerilir.ETHFLT:0)Texas Instruments [FONTNTNT Design: Peak Controllers , Schottky diyotları ve yüksek hızlı şarj kılavuzları için ayrıntılı denklemler sunar.

Bir zirve dekürücü inşa etmek, basit bir ses sayacı veya yüksek hızlı bir darbe yakalamanın temel kavramlarını öğretmek için ödüllendirici bir tasarım egzersizidir.Her bileşenin rolünü ve ticaretle ilgili işlemleri anlamak için, hızlı geçicileri yakalamak veya değerleri minimum sürüklemek için tertemiz bir anahtarlama testi yapın.