峰值檢波器電路的設(shè)計(jì)doc資料(已修改)
2025-07-11 23:40 本頁(yè)面
【正文】 峰值檢波器電路的設(shè)計(jì)第一章 緒論檢波器，是檢出波動(dòng)信號(hào)中某種有用信息的裝置。用于識(shí)別波、振蕩或信號(hào)存在或變化的器件。檢波器通常用來(lái)提取所攜帶的信息。檢波器分為包絡(luò)檢波器和同步檢波器。前者的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)包絡(luò)成對(duì)應(yīng)關(guān)系，主要用于標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)。后者實(shí)際上是一個(gè)模擬相乘器，為了得到解調(diào)作用，需要另外加入一個(gè)與輸入信號(hào)的載波完全一致的振蕩信號(hào)（相干信號(hào)）。同步檢波器主要用于單邊帶調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)或殘留邊帶調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)。從調(diào)幅波中恢復(fù)調(diào)制信號(hào)的電路，也可稱為幅度解調(diào)器。與調(diào)制器一樣，檢波器必須使用非線性元件，因而通常含有二極管或非線性放大器。檢波器分為包絡(luò)檢波器和同步檢波器。前者的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)包絡(luò)成對(duì)應(yīng)關(guān)系，主要用于標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)。后者實(shí)際上是一個(gè)模擬相乘器，為了得到解調(diào)作用，需要另外加入一個(gè)與輸入信號(hào)的載波完全一致的振蕩信號(hào)（相干信號(hào)）。同步檢波器主要用于單邊帶調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)或殘留邊帶調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)。 圖1是典型的包絡(luò)檢波電路。由中頻或高頻放大器來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號(hào)ua(t)加在L1C1回路兩端。經(jīng)檢波后在負(fù)載RLC上產(chǎn)生隨ua(t)的包絡(luò)而變化的電壓u(t)，其波形如圖2所示。這種檢波器的輸出u(t)與輸入信號(hào)ua(t)的峰值成正比,所以又稱峰值檢波器。 包絡(luò)檢波器的工作原理可用圖2的波形來(lái)說(shuō)明。在t1tt2時(shí)間內(nèi),輸入信號(hào)瞬時(shí)值ua(t)大于輸出電壓u(t)，二極管導(dǎo)通,電容C通過(guò)二極管正向電阻ri充電,u(t)增大。在t2tt3時(shí)間內(nèi),ua(t)小于u(t)，二極管截止，C 通過(guò)RL放電，因此u(t)下降；到t3以后,二極管又重新導(dǎo)電,這一過(guò)程照此重復(fù)不已。只要RLC選擇恰當(dāng),就可在負(fù)載RLC上得到與輸入信號(hào)包絡(luò)成對(duì)應(yīng)關(guān)系的輸出電壓u(t)。如果時(shí)間常數(shù)RLC太大，放電速度就會(huì)放慢,當(dāng)輸入信號(hào)包絡(luò)下降時(shí),u(t)可能始終大于ua(t)，造成所謂對(duì)角切割失真(圖2)。此外，檢波器的輸出通常通過(guò)電容、電阻耦合電路加到下一級(jí)放大器，如圖1中虛線所示。如果Rg太小,則檢波后的輸出電壓 u(t)的底部即被切掉，產(chǎn)生所謂的底部切割失真。 同步檢波器圖3 同步檢波器框圖圖3為同步檢波器的框圖。模擬相乘器的一個(gè)輸入為一單頻調(diào)制的單邊帶調(diào)幅信號(hào)，即us(t)＝Umcos(ωct＋Ωmt),其中ωc為載波信號(hào)角頻率,Ωm為調(diào)制信號(hào)角頻率；另一輸入是本機(jī)產(chǎn)生的相干信號(hào)，即uc(t)＝Uccos ωct,則乘法器的輸出電壓u0(t)與uS(t)和uc(t)的乘積成正比，即：u0(t)=Kus(t)*uc(t)，式中K為一比例常數(shù)。u0(t)中包括兩項(xiàng)，一項(xiàng)為高頻項(xiàng)(2ωc+Ωm),另一項(xiàng)為低頻項(xiàng)(Ωm)。通過(guò)低通濾波器后將高頻項(xiàng)濾除，即得到與調(diào)制波成對(duì)應(yīng)關(guān)系的輸出。uc(t) 通?？捎帽镜卣袷幤骰蜴i相環(huán)產(chǎn)生。同步檢波器的抗干擾性能比包絡(luò)檢波器優(yōu)越，但是它的電路比較復(fù)雜。 第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案峰值檢波器工作原理：峰值檢波器，它是一個(gè)能記憶信號(hào)峰值的電路，其輸出電壓的大小，一直追隨輸入信號(hào)的峰值，而且保持在輸入信號(hào)的最大峰值。 圖4 峰值檢波器電路 當(dāng)V1〉V。時(shí)： 信號(hào)由（+）端加入，OPA的輸出Va為正電壓，二級(jí) 管D導(dǎo)通，于是輸出電流經(jīng)D對(duì)電容C充電一直充至與Vi相等之電壓。（當(dāng)D導(dǎo)電時(shí)此電路作用如同—電壓跟隨器）當(dāng)V1〈V。時(shí)： OPA的輸出Va為逆向偏壓，相當(dāng)于開(kāi)路，于是電容C既不充電也不放電，維持于輸入之最大值電壓 圖5為輸出與輸入的充放電情形，其中輸出波形V。，一直保持在輸入波形Vi的最大峰值。圖5 電容C輸入輸出的充放電第三章 元器件介紹元件名稱元件個(gè)數(shù)功能LF3981采樣保持芯片LM3111電壓比較器電阻24K1電阻15K1電阻30K111K可調(diào)電阻13V穩(wěn)壓二極管118 DIP插座2雙列直插插座兩芯插座1三芯插座1面板1導(dǎo)線、焊錫絲若干 LF398采樣／保持器采樣保持電路實(shí)質(zhì)上是一種模擬信號(hào)存儲(chǔ)器，它在數(shù)字指令控制下，使開(kāi)關(guān)通斷，對(duì)輸入信號(hào)瞬時(shí)值進(jìn)行采樣并寄存，通常用兩個(gè)運(yùn)算放大器構(gòu)成高輸入阻抗的采樣/保持電路，如圖6所示： 圖6放大器A1是射隨器。它對(duì)模擬信號(hào)提供了高輸入阻抗，并提供了一個(gè)低的輸出阻抗，使存儲(chǔ)電容CH能快速充電和放電，放大器A2在存儲(chǔ)電容和輸出端之間起緩沖作用。開(kāi)關(guān)K1在指令控制下通斷，對(duì)電容CH充電或放電，開(kāi)關(guān)S1通常使用FET開(kāi)關(guān)或MOSFET開(kāi)關(guān)，~。采樣/保持電路經(jīng)常使用集成電路LF398，該器件的工作原理和使用方法說(shuō)明如下：LF398具有采樣和保持功能，它是一種模擬信號(hào)存儲(chǔ)器，在邏輯指令控制下，對(duì)輸入的模擬量進(jìn)行采樣和寄存。圖7是該器件的引腳圖。各引腳端的功能如下：①和④端分別為VCC和VEE電源端。電源電壓范圍為177。5V～177。15V。②端為失調(diào)調(diào)零端。當(dāng)輸入Vi=0，且在邏輯輸入為1采樣使，可調(diào)節(jié)②端使Vo=0。③端為模擬量輸入端。⑤端為輸出端。⑥端為接采樣保持電容CH端。⑦端為邏輯基準(zhǔn)端（接地）。⑧端為邏輯輸入控制端。該端電平為“1”時(shí)采樣，為“0”時(shí)保持。圖7LF398內(nèi)部電路原
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