Unterscheiden zwischen einer Rechteckwelle oder einer Sägezahnwelle mit einer Schaltung…?

Ich möchte einen einfachen Sensor bauen, der eine 100-kHz-Rechteck- oder Sägezahnwelle mit einer bekannten Amplitude aufnimmt und ein Hoch ausgibt, wenn er eine Rechteckwelle oder ein Tief für Sägezahn empfängt.

Ich bin mir ziemlich sicher, dass dies eine Art Komparator erfordert, aber ich bin mir nicht sicher, wie ich dieses Problem selbst angehen soll. Könnte jemand einen Ansatz skizzieren? (Ich möchte die Details herausfinden).

Danke im Voraus!

$\frac{2A}{\pi}$

Ein Überblick über eine Lösung: Führen Sie sie möglicherweise durch ein Unterscheidungsmerkmal. Die Ableitung einer Rechteckwelle besteht aus abwechselnd positiv und negativ verlaufenden Spitzen, während die Ableitung eines Sägezahns bei einem niedrigen Wert in einer Polarität während der Rampenbits mehr oder weniger konstant sein sollte, wobei periodisch höherwertige Spitzen entgegengesetzt sind Polarität beim Zurücksetzen des Sägezahns. Also dann HPF, um die konstant niedrigen Werte, die Sie von den Sägezahnrampen erhalten, loszuwerden und zu prüfen, ob Sie Spitzen beider Polaritäten oder nur eine einzige Polarität erhalten.

Sie können einige einfache Wellenformen leicht erkennen, indem Sie die Flanken des Signals erkennen. Ein Quadrat hat schnell ansteigende und abfallende Flanken, ein Sägezahn hat je nach Signal nur schnell ansteigende oder schnell abfallende Flanken.

Sie prüfen also, ob die Flanken steigen und fallen: Wenn Sie beide erkennen, ist sie quadratisch. Wenn Sie nur einen Typ erkennen, handelt es sich um ein Dreieck, sofern Sie sicher sind, dass nur diese Signale eingegeben werden.

Versuchen Sie es mit einer Differenzierschaltung, die mit einem Operationsverstärker problemlos durchgeführt werden kann. Siehe hier: http://www.physics.iitm.ac.in/courses_files/courses/eleclab03_odd/mathematical_operations.htm

Die Steilheit der Flanke wird in der Ausgabe des Differenzierers dargestellt.

Wenn Sie dieses Signal und seine Inversion in Schmitt-Trigger und / oder retriggerbare Monoflops einspeisen, haben Sie eine Logikpegeldarstellung von RisingFlank und FallingFlank, die Sie wiederum für weitere Berechnungen oder Anzeigen verwenden können.

Es gibt keine "richtige" Antwort darauf, da dies wirklich von der Fähigkeit der Person abhängt, die die Schaltung entwirft, sie richtig zu bauen. Einige Ansätze sind schwieriger als andere.

Da ich einen Hintergrund in Audio habe, würde ich einen audio-basierten Ansatz verwenden. Ich würde mich auf etwas verlassen, das als " Crest-Faktor " bezeichnet wird. Der Crest-Faktor ist im Grunde die Differenz zwischen dem Effektivwert und dem Spitzenwert. Wenn Sie also zwei "VU-Messgeräte" hergestellt haben, eines, das den Spitzenwert gemessen hat, und eines, das den Effektivwert gemessen und die Differenz verglichen hat, können Sie den Unterschied zwischen einer Rechteckwelle und einem Sägezahn ziemlich genau erkennen.

Bei einer Rechteckwelle sind die Effektiv- und Spitzenwerte identisch. Bei einer Dreieckswelle ist der Effektivwert 4,77 dB niedriger als der Spitzenwert. Eine Sägezahnwelle ähnelt einer Dreieckswelle, aber ich habe nicht die genaue Zahl zur Hand.

Eine weitere einfache Lösung für eine feste Amplitude: Verwenden Sie einen Komparator, um das Signal mit einer konstanten Spannung von 95% Amplitude zu vergleichen. Wenn die Amplitude der Welle 0 V..1 V beträgt, vergleichen Sie sie mit 950 mV.

Eine Rechteckwelle mit einem Tastverhältnis von 50% gibt Ihnen eine Rechteckwelle mit einem Tastverhältnis von 50%. Eine Sägezahnwelle ergibt eine Rechteckwelle mit einem Tastverhältnis von 5%. Sie können einen Mikrocontroller verwenden, um dies zyklisch zu erkennen.

Wenn man eine Rechteckwelle oder eine Sägezahnwelle durch ein Hochpassfilter leitet, dessen Grenzfrequenz weit über der Grundwelle der ursprünglichen Welle liegt, ist der Ausgang entweder eine abwechselnde Folge von positiven und negativen Impulsen (für eine Rechteckwelle) oder auch hat nur Impulse in eine Richtung (für einen Sägezahn).

Siehe diese Schaltung auf Falstad:

Messungen:

Wenn das Signal eine feste Amplitude hat, können Sie das Signal durch ein Tiefpassfilter laufen lassen (das Signal mitteln) und die Durchschnittswerte vergleichen. Die Details zu den Arbeitszyklen bestimmen, welcher Durchschnittswert höher ist. Wenn die Rechteckwelle jedoch ein Tastverhältnis von 50% und die Dreieckswelle 100% aufweist, ist der Durchschnitt gleich und Sie müssen eine kompliziertere Lösung suchen.