Как зажечь светодиод, хлопая в ладоши, или как работает пиковый детектор.

Как зажечь светодиод, хлопая в ладоши, или как работает пиковый детектор.

Для начала надо сказать, что пиковый детектор предназначен для регистрации максимального или минимального значения амплитуды сигнала. Простейший пиковый детектор можно собрать из двух деталей, диода и конденсатора.
Как зажечь светодиод, хлопая в ладоши, или как работает пиковый детектор.

При подаче на вход пикового детектора сигнала произвольной формы, процесс зарядки конденсатора будет происходить как показано на картинке ниже, таким образом, напряжение на обкладках конденсатора всегда равно максимальному значению сигнала, за прошедший период времени.
Как зажечь светодиод, хлопая в ладоши, или как работает пиковый детектор.

Предположим нам необходимо фиксировать, максимальное значение амплитуды сигнала за определённые промежутки времени, например, раз в секунду. Для этого параллельно конденсатору необходимо включить резистор, теперь конденсатор, после очередного пика, будет разряжаться через резистор с определённой скоростью. Скорость разрядки конденсатора определяет номинал резистора и рассчитывается он по следующей формуле.
Как зажечь светодиод, хлопая в ладоши, или как работает пиковый детектор.

Все бы хорошо, но есть нюанс, который мы не учли — это падение напряжения на диоде. Напряжение на обкладках конденсатора всегда будет отличаться от пикового напряжения сигнала на падение напряжения на диоде, это можно увидеть на осциллограмме ниже. Первый канал — входное напряжение, второй канал — напряжение на конденсаторе.
Как зажечь светодиод, хлопая в ладоши, или как работает пиковый детектор.

Исправить ситуацию нам поможет схема, изображённая ниже.
Как зажечь светодиод, хлопая в ладоши, или как работает пиковый детектор.

Для того чтобы понять как она работает необходимо вспомнить следующее,
 в случае отрицательной обратной связи у ОУ появляется интересное свойство. Он всегда будет пытаться так подогнать своё выходное напряжение, чтобы напряжения на входах были равны, в результате давая нулевую разность.
Это как раз наш случай, так как конденсатор соединен с инвертирующим входом, а напряжения на входах равны, то напряжение на конденсаторе будет равно напряжению на не инвертирующем входе. Давайте соберём схему, на вход подадим сигнал с генератора — первый канал, к выходу подключим осциллограф — второй канал.
Как зажечь светодиод, хлопая в ладоши, или как работает пиковый детектор.

На осциллограмме видно, что пиковые значения совпадают, далее конденсатор разряжается через резистор. С теорией мы разобрались теперь давайте применим полученные знания на практике.
Как зажечь светодиод, хлопая в ладоши, или как работает пиковый детектор.

Светодиод на схеме будет загораться при хлопках в ладоши. Изменяя номинал резистора, стоящего параллельно конденсатору, мы регулируем время свечения светодиода.

Теперь мы знаем, как зажечь светодиод, хлопая в ладоши, и как работает пиковый детектор.
комментарии
0