So erstellen Sie eine Spitzendetektorschaltung

Ich konnte keine gute Anleitung dazu finden und habe erst kürzlich die Elektronik für mich entdeckt, also habe ich ein wenig Wissen. Ich konnte so etwas finden , was ich brauche Artikel

Wie funktioniert die Schaltung? Es ist ganz einfach: Das Eingangssignal lädt den Haltekondensator auf und die Diode verhindert, dass sich der Kondensator entlädt. Der Eingangs-Operationsverstärker zeigt in Verbindung mit dem Kondensator diesen gehaltenen Wert als Ausgang über den Treiber-Operationsverstärker an. Wenn die Eingangsspannung weiter ansteigt, wird der Kondensator auf die höhere Spannung aufgeladen; Wenn die Eingangsspannung unter den vorherigen Wert fällt, bleibt die Spannung am Kondensator auf dem vorherigen Spitzenwert.

Durch Hinzufügen eines einfachen Komparators zum Ausgang, um den aktuellen Eingabewert mit dem bereits gehaltenen Wert zu vergleichen, kann auch angezeigt werden, dass ein Peak erreicht wurde, wenn der aktuelle Eingabewert um einen gewünschten Betrag unter dem gehaltenen Peak liegt (Abbildung 2) transformiert die Schaltung von der Bereitstellung einer Peak-Hold-Funktion zur Implementierung der Peak-Detection-Funktion mit Komparatorhysterese, um einen gültigen Peak-Schwellenwert festzulegen.

Und hier finden Sie ausführlichere Informationen zu Spitzendetektoren

Was ich will ist

Und fügen Sie die Funktion zum Zurücksetzen der Spitzen hinzu. Die Frage ist, wie man diese beiden Schaltkreise aus Artikel und Youtube zu einem vereint. Ich denke nur, dass einige Widerstände weggelassen wurden, wenn nicht in YouTube-Bild, dann in Schaltplänen aus Artikel. Und noch eine, wie man einen negativen Spitzendetektor (ND) herstellt? Im Video sagt er, es sei eine leichte Aufgabe. Ich meine, die Lücken zwischen Spitzen erkennen kann, und dann setzt der positive Spitzendetektor (PD) ND zurück und umgekehrt.

Ich denke, ich werde in der Lage sein, die Spannung zwischen oben und unten zu erhöhen. Lassen Sie uns also für die Spitzenwerterkennung und das Zurücksetzen des negativen Spitzendetektors (Spitze-20mV).

Was Sie tun möchten (oder zumindest so, wie Sie es tun möchten), ist eigentlich ziemlich komplex. Zunächst benötigen Sie zwei Peakdetektoren, einen für positive Peaks (nennen wir es PDA) und einen für negative Peaks (PDB). Ihr vorgeschlagener Schaltplan funktioniert mit einigen Änderungen für PDAs. Wenn Sie eine 0,1-uF-Kappe verwenden, benötigt diese einen 100-Ohm-Widerstand in Reihe. Dies verhindert das im Video gezeigte Verhalten von Stromspitzen / Spannungsschritten.

PDB ist dasselbe wie PDA, außer dass die Diode umgekehrt ist.

Angenommen, Ihr Signal weist bei höheren Frequenzen kein Rauschen auf, müssen Sie nicht nach 20-mV-Unterschieden suchen. Der Ausgang des ersten Operationsverstärkers erledigt die Aufgabe recht gut, und Sie müssen lediglich feststellen, ob der Ausgang über oder unter der Erde liegt, je nachdem, ob Sie sich mit PDA oder PDB befassen. Zur Diskussion werden wir diese Opamps A1 und B1 nennen.

Hier wird es schwierig. Die Kondensatoren in PDA und PDB dürfen nicht an Masse gebunden sein, sondern müssen jeweils an den Ausgang von Sample / Hold gebunden sein, der vom Signaleingang angesteuert wird (nennen Sie sie SH1 und SH2). Wenn der Ausgang von A1 unter Null fällt, erzeugen Sie einen Impuls, der bewirkt, dass SH2 den Eingang erfasst, und wenn A1 über Null geht, erzeugen Sie einen Impuls, der bewirkt, dass SH1 den Eingang erfasst. Wenn das Signal, das Sie analysieren möchten (der Hochfrequenzteil, dessen Spitzen Sie betrachten), eine minimale Periode T hat, sollte die Impulsbreite etwa T / 10 betragen. Gleichzeitig mit der Erfassung des SH-Signals müssen Sie den Kondensator auf Null kurzschließen.

Da es sich um relativ niedrige Frequenzen handelt, sollte der Aufbau dieser Schaltungen recht einfach sein. Ich habe nicht einfach gesagt, ich habe direkt gesagt.

Bei höherfrequentem Rauschen können Probleme auftreten, dh das System kann wahnsinnig werden. Dies bleibt als Übung für den Leser.

Es gibt eine andere, möglicherweise einfachere Möglichkeit, das zu tun, was Sie wollen. Wenn (und Sie müssen dies selbst bestimmen) Sie Ihr Signal als Hochfrequenzsignal betrachten können, das in einem größeren Signal mit niedrigerer Frequenz läuft, und Sie wissen, was diese Frequenzen sind und sie nicht zu nahe sind, dann tun Sie dies. Machen Sie einen Hochpassfilter mit 90 Grad Phasenverschiebung bei der Signalfrequenz. Dies kann so einfach sein wie ein paar RCs und Operationsverstärker. Für einen relativ großen Frequenzunterschied

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

ist die Art von Dingen, die ich vorschlage. R1, C1 und OA1 stellen ein Hochpassfilter bereit, während R2, C2 und OA2 eine Phasenverschiebung von 90 Grad bereitstellen. Diese 90 Grad können auch als Differenzierung bezeichnet werden (für Sinuskurven sind sie dasselbe). Bitte ignorieren Sie das TL081-Label auf OA2 - es ist die Standardeinstellung für den Editor und ich habe das Löschen verpasst (und ich bin zu faul, um zurück zu gehen und den Schaltplan zu wiederholen).

Ich gehe davon aus, dass der Arduino über eine eigene interne Sample-and-Hold-Schaltung verfügt. Wenn dies zutrifft, sollte die unten gezeigte Schaltung für Sie funktionieren. ANALOG_OUT geht zu einem ADC-Eingang und INT_OUT startet den ISR für die Konvertierung.

Der Schaltplan und der Plot wurden beide von LTSpice erstellt, das kostenlos und ohne Bedingungen unter folgender Adresse verfügbar ist: http://www.linear.com/designtools/software/

So funktioniert es: Wenn die Spannung von V1 (ANALOG_OUT) ansteigt, geht sie direkt zum Eingang von U1, einem Spannungskomparator.

Durch R2C1 leicht verzögert, erscheint die jetzt weniger positive Version von ANALOG_OUT bei U1 + und erzwingt, da sie weniger positiv als das Signal an U1- ist, den Ausgang von U1 auf Low.

Aufgrund der Verzögerung bleibt U1- positiver, wenn ANALOG_OUT in Richtung seiner positiven Spitze ansteigt, und U1 + bleibt niedriger, und der Ausgang von U1 bleibt niedrig.

Wenn dann ANALOG_OUT die positive Spitze rundet und anfängt, negativer zu werden, verhindert die Verzögerung, dass U1 + aufholt, und da U1 + jetzt positiver als U1- ist, wird der Ausgang von U1 hoch und bleibt hoch, bis U1- zu gehen beginnt wieder positiver, wenn sich der Zyklus wiederholt.

U2 ist ein EXKLUSIV-ODER-Gatter und funktioniert so, dass sein Ausgang nur dann hoch geht, wenn seine Eingänge nicht beide Nullen oder beide Einsen sind.

Stellen Sie sich für einen Moment vor, dass der Ausgang von U1 niedrig ist und dass C2 entladen ist.

In diesem Fall ist INT_OUT niedrig und bleibt niedrig, bis der Ausgang von U1 hoch wird, wodurch INT_OUT hoch wird.

C2 beginnt dann, sich in Richtung + 5 V aufzuladen, und wenn es die Eingangsschwellenspannung von U2 überschreitet, wird INT_OUT wieder niedrig und bleibt dort, bis der Ausgang von U1 niedrig wird, und entlädt C2, wodurch der Zyklus erneut gestartet wird.

Wenn Sie dies auf diese Weise tun, wird eine schöne, scharfe Kante ziemlich nahe an den positiven und negativen Spitzen des Eingangssignals platziert, was funktionieren sollte, je nachdem, wie nahe Sie an der Spitze sein müssen und ob der Arduino über ein eigenes Sample-and-Hold verfügt .

Wenn nicht, ist das ein weiterer Beitrag ...;)

Bessere Schaltung, gleiche Grundbeschreibung:

Dieser erste Schaltplan sieht nicht richtig aus. Sie nehmen an, es könnte falsch sein? Vielleicht soll es sein: