峰值检测电路分析
峰值检测电路分析
峰值检测电路分析1.输入信号2.整流电路：将输入信号变为全波整流信号。
常用的整流电路有半波整流电路和全波整流电路。
半波整流电路只保留输入信号的正半周期，而全波整流电路则保留了整个输入信号的周期。
3.低通滤波器：对整流信号进行平滑处理，去除高频噪声。
低通滤波器可以使用RC电路或者操作放大器构成的积分电路。
4.峰值检测器：通过比较器来获得输入信号的峰值。
比较器的输出信号即为输入信号的峰值。
具体的工作原理如下：1.输入信号经过整流电路，得到全波整流信号。
整流电路可以选择半波整流电路或全波整流电路，根据实际需要来选择。
2.全波整流信号经过低通滤波器，得到平滑的直流信号。
低通滤波器通过控制元件（如电容或电阻）来实现对高频信号的滤除，只保留直流分量。
3.平滑的直流信号经过比较器，得到输入信号的峰值。
比较器的输出信号为高电平表示输入信号大于设定阈值，为低电平表示输入信号小于设定阈值。
因此比较器的输出信号即为输入信号的峰值。
1.整流电路的选择：根据实际需要选择半波整流电路或全波整流电路。
半波整流电路更简单，但是只能保留输入信号的正半周期。
全波整流电路可以保留整个输入信号的周期，但是设计和实现较为复杂。
2.低通滤波器的设计：根据需要选择合适的滤波器类型和参数。
滤波器的截止频率确定了平滑程度，如果截止频率太低会导致响应时间变慢，如果太高则无法滤除高频噪声。
3.比较器的选择：比较器需要选择具有合适的阈值和响应时间的器件。
阈值的选择需要根据输入信号的幅值范围来确定，响应时间的选择需要根据应用场景的要求来确定。
总的来说，峰值检测电路是一种非常实用的电路，在许多领域中都有广泛的应用。
通过合理的设计和选择电路元件，可以很方便地实现输入信号的峰值检测功能。
峰值检测电路实例与分析
史上最实用较深刻的峰值检测电路实例与分析一、前言峰值检测电路（PKD，Peak Detector）的作用是对输入信号的峰值进行提取，产生输出Vo = Vpeak，为了实现这样的目标，电路输出值会一直保持，直到一个新的更大的峰值出现或电路复位。
峰值检测电路在AGC（自动增益控制）电路和传感器最值求取电路中广泛应用，自己平时一般作为程控增益放大器倍数选择的判断依据。
有的同学喜欢用AD637等有效值芯片作为程控增益放大器的判据，主要是因为集成的方便，但个人认为是不合理的，因为有效值和信号的正负峰值并没有必然联系；其次，实际应用中这类芯片太贵了。
当然，像电子设计竞赛是可以的，因为测试信号总是正弦波，方波等。
（本文参加了TI公司的博文比赛，觉得还行的话，希望大家帮顶一下、回复一个，谢谢大家，我会更努力的：-）二、峰值检测电路原理顾名思义，峰值检测器（PKD，Peak Detector）（本文默认以正峰值检测为例）就是要对信号的峰值进行采集并保持。
其效果如下如（MS画图工具绘制）：根据这样的要求，我们可以用一个二极管和电容器组成最简单的峰值检测器。
如下图（TINA TI 7.0绘制）：这时候我们可以选择用面包板搭一个电路，接上信号源示波器观察结果，但在这之前利用仿真软件TINA TI进行简单验证会节省很多时间。
通过简单仿真（输入正弦信号5kHz,2Vpp），我们发现仅仅一个二极管和电容器组成的峰值检测器可以工作，但性能并不是很理想，对1nF的电容器，100ms后达到稳定的峰值，误差达10%。
而且，由于没有输入输出的缓冲，在实际应用中，电容器中的电荷会被其他部分电路负载消耗，造成峰值检测器无法保持信号峰值电压。
既然要改进，首先要分析不足。
上图检测的误差主要来自与二极管的正向导通电压降，因此我们可以用模电书上说的“超级二极管”代替简单二极管（TIN A TI 7.0绘制）：从仿真结果来看，同等测试条件下，检测误差大大减小。
精密峰峰值检测电路
精密峰峰值检测电路
精密峰峰值检测电路电原理图如图1所示。
图1 精密峰峰值检测电路
峰值检波的原理
交流信号从TL084引脚3输入，根据运放的虚短法则引脚2具有与引脚3同样的波形；U1B 是电压跟随器，引脚7的电压幅值与电容C1上的电压相同（加一级跟随的作用是用这个跟随器提供电流支持）。
当引脚3的电压大于电容C1电压时，电阻R2上产生压降，电流从左到右。
根据运放的虚断法则引脚2不能提供电流，并且D2反偏也不会导通。
为了维持平衡只有提升R2右端的电压（既是电容C1的电压），这个充电电流从U1A的引脚1经过D1进行。
当引脚3的电压低于电容C1电压时，电阻R2上产生压降，电流从右到左。
根据运放的虚断法则引脚2不能提供电流，则这个电流只有经过D2进入U1A。
由于电压跟随器输出电压与电容C1上的电压相同，二极管D1截止，电容不能导过D1放电，电压得到保护。
电容C1有一个放电电阻R1，RC的放电时间常数τ为100ms，1S后如果没有脉冲过来则放电到电压0V。
峰峰值检测波形如图2所示。
图2 精密峰峰值检测电路工作电压波形。
峰值检测电路分析
峰值检测电路(二)1．基本得峰值检测电路本实验以峰值检测器为例, 说明可利用反馈环改进非线性得方法。
峰值检测器就是用来检测交流电压峰值得电路, 最简单得峰值检测器依据半波整流原理构成电路。
如实图4、１所示, 交流电源在正半周得一段时间内, 通过二极管对电容充电，使电容上得电压逐渐趋近于峰值电压。
只要RC 足够大,可以认为其输出得直流电压数值上十分接近于交流电压得峰值。
图4、1 简单峰值检测电路这种简单电路得工作过程就是, 在交流电压得每一周期中, 可分为电容充电与放电两个过程。
在交流电压得作用下, 在正半周得峰值附近一段时间内, 通过二极管对电容 C 充电,而在其它时段电容 C 上得电压将对电阻 R 放电。
当然,当外界交流电压刚接上时,需要经历多个周期, 多次充电, 才能使输出电压接近峰值。
但就是，困难在于二极管就是非线性元(器）件，它得特性曲线如实图4、2所示。
当交流电压较小时,检测得得直流电压往往偏离其峰值较多。
图4、2 二极管特性曲线这里得泄放电阻Ｒ，就是指与 C 并联得电阻、下一级得输入电阻、二极管得反向漏电阻、以及电容及电路板得漏电等效电阻。
不难想到，放电就是不能完全避免得。
同时, 适当得放电也就是必要得。
特别就是当输入电压变小时, 通过放电才能使输出电压再次对应于输入电压得峰值。
实际上, 检测器得输出电压大小与峰值电压得差别与泄放电流有关。
仅当泄放电流可不计时, 输出电压才可认为就是输入电压得峰值。
用于检测仪器中得峰值检测器要求有较高得精度。
检测仪器通常 R 值很大,且允许当输入交流电压取去后可有较长得时间检波输出才恢复到零。
可以用较小得电容，从而使峰值电压建立得时间较短。
本实验得目得, 在于研究如何用运算放大器改进峰值检测器, 进一步了解运算放大器之应用。
２.峰值检测电路得改进为了避免次级输入电阻得影响, 可在检测器得输出端加一级跟随器(高输入阻抗）作为隔离级(实图4、3)。
图４、３峰值检测器改进电路(一)也可以按需要加一可调得泄放电阻。
史上最实用较深刻峰值检测电路
史上最实用较深刻的峰值检测电路实例与分析一、前言峰值检测电路（PＫD，Pｅａk Ｄeｔector)的作用是对输入信号的峰值进行提取,产生输出Vｏ = Ｖｐｅaｋ，为了实现这样的目标,电路输出值会一直保持,直到一个新的更大的峰值出现或电路复位。
峰值检测电路在AGC(自动增益控制)电路和传感器最值求取电路中广泛应用，自己平时一般作为程控增益放大器倍数选择的判断依据。
有的同学喜欢用ＡD637等有效值芯片作为程控增益放大器的判据，主要是因为集成的方便，但个人认为是不合理的,因为有效值和信号的正负峰值并没有必然联系;其次，实际应用中这类芯片太贵了。
当然，像电子设计竞赛是可以的，因为测试信号总是正弦波，方波等.(本文参加了TI公司的博文比赛,觉得还行的话,希望大家帮顶一下、回复一个，谢谢大家，我会更努力的：—）二、峰值检测电路原理顾名思义，峰值检测器（ＰKＤ，Ｐeａk Detecｔor）（本文默认以正峰值检测为例）就是要对信号的峰值进行采集并保持。
其效果如下如(MＳ画图工具绘制）:根据这样的要求，我们可以用一个二极管和电容器组成最简单的峰值检测器。
如下图(TIＮＡ TI 7．０绘制）:这时候我们可以选择用面包板搭一个电路，接上信号源示波器观察结果，但在这之前利用仿真软件TINA TI进行简单验证会节省很多时间.通过简单仿真(输入正弦信号5ｋHｚ,2Vpp),我们发现仅仅一个二极管和电容器组成的峰值检测器可以工作，但性能并不是很理想,对１nF的电容器,100ms后达到稳定的峰值,误差达１0%.而且，由于没有输入输出的缓冲，在实际应用中，电容器中的电荷会被其他部分电路负载消耗,造成峰值检测器无法保持信号峰值电压。
ﻩ既然要改进,首先要分析不足。
上图检测的误差主要来自与二极管的正向导通电压降，因此我们可以用模电书上说的“超级二极管”代替简单二极管(TIＮA ＴI 7。
0绘制):ﻩ从仿真结果来看，同等测试条件下，检测误差大大减小。
计峰值检测电路
38计峰值检测电路：传感器输入信号的测量范围为1μV~10V~10μμV ，1010μμV ~100~100μμV ，100100μμV ~1mV ~1mV，，1mV~10mV 1mV~10mV；设计程控放大器，利用程控放大器将传感器的输入信号放大为；设计程控放大器，利用程控放大器将传感器的输入信号放大为0~1.999V 0~1.999V，，供A/D 转换用；设计自动切换量程电路，完成各种量程的转换。
一、设计方案峰值电流检测及保护电路通过检测流入电动机的电流来保护电机，在实际运行的基础上，给出了电动机过流保护的控制电路，并分析了相关的参数。
本课题的关键任务是检测峰值并使之保持稳定，本课题的关键任务是检测峰值并使之保持稳定，且用数字显示峰值。
且用数字显示峰值。
且用数字显示峰值。
该方案用采样该方案用采样该方案用采样//保持峰值电路，通过数据所存控制电峰值电路，通过数据所存控制电 路锁存峰值的数字量。
此方案的原理图如图路锁存峰值的数字量。
此方案的原理图如图1所示。
它由传感器、放大器、采样传感器、放大器、采样//保持、采样保持、采样//保持控制电路、保持控制电路、A/D A/D A/D（模数转换）（模数转换）、译码显示、数字锁存控制电路组成。
各组成部分的作用是：图 1 1 峰值检测系统原理框图峰值检测系统原理框图峰值检测系统原理框图（1）传感器：把被测信号量转换成电压量。
（2）放大器：将传感器输出的小信号放大，放大器的输出结果满足模数转换器的转换范围。
）放大器：将传感器输出的小信号放大，放大器的输出结果满足模数转换器的转换范围。
（3）采样）采样//保持：对放大后的被测模拟量进行采样，并保持峰值。
（4）采样采样//保持控制电路保持控制电路::该电路通过控制信号实现对峰值采样，小于原峰值时，保持原峰值，大于原峰值时保持新的峰值。
大于原峰值时保持新的峰值。
（5）A/D 转换：将模拟量转换成数字量。
转换：将模拟量转换成数字量。
峰值检测电路原理
峰值检测电路原理峰值检测电路是一种电路，用于检测一个信号的最大峰值。
它的应用范围很广，例如在音频和视频设备中，用于检测输入信号的最大幅值，以便动态控制音量和亮度。
峰值检测电路很重要，因为当信号峰值超过放大器输出电平时，可能会引起信号失真或破裂，这将损坏音频和视频设备。
峰值检测器在许多应用中也是实现自动增益控制的关键。
峰值检测电路通常由放大器、整流器和滤波器组成。
主要原理是将输入信号放大，然后通过整流器将所有负半周信号翻转成正半周信号，接下来通过低通滤波器，将翻转后的信号滤波并平滑输出，即可得到检测到的峰值。
因为整流后的信号是脉冲形式的，所以峰值检测电路还需要一定的取样和保持电路，以保证输出结果的稳定性。
下面是详细的峰值检测电路原理：一、放大器一个峰值检测电路最常见的配置是放大器-整流器-低通滤波器。
这种配置中，放大器的任务是将输入信号放大到一个能够被后续电路处理的幅度范围内，通常是几个电压单位。
放大器的选择依赖于输入信号的幅度和电路的噪声量级和放大器的增益率。
二、整流器整流器是峰值检测电路中最重要的模块之一，它将输入信号的负半周翻转成正半周。
简单的整流器可以使用二极管，如下图所示：在正半周周期的第一半周，二极管D导通，输出为正，整流电平与输入信号的幅度相同。
在正半周周期的后一半周期，二极管D截止，整流电平保持不变，即保持在最后一次导通时的值。
在负半周周期中，二极管D反向偏置，截止状态下，整流电平保持不变，等于最后一次导通的值加上一个电压降（如果二极管具有正向漏电流，则会出现电压降），即输出为零。
如果二极管具有零偏电流，则会输出一个正负误差，误差等于最后一次导通值与二极管零偏电流之积。
三、低通滤波器整流器输出的信号是脉冲形式的，需要一个低通滤波器来平滑输出信号。
该滤波器的截止频率应该低于输入信号的频率，通常在数百赫兹到几千赫兹之间。
低通滤波器通常由电容器和电阻器组成，如下图所示：四、取样和保持电路由于整流器输出的电压是一个脉冲序列，因此需要一个取样和保持电路来捕获这些脉冲，并在滤波器输出电压的反向方向建立一个参考电压。
峰值检测电路原理
峰值检测电路原理1.输入电阻：输入电阻用于连接待测信号到峰值检测电路中。
输入电阻的阻值应该足够高，以避免对待测信号的干扰。
2.整流电路：整流电路的作用是将输入信号转换为全波整流信号。
全波整流意味着无论输入信号的振幅是正的还是负的，输出信号都是正的。
一种常用的整流电路是使用二极管的半波整流电路。
3.平滑过程：平滑过程用于平滑整流过后的信号，以消除高频噪声和使输出波形更加稳定。
一种常用的平滑过程是使用电容器来滤波。
当输入信号的幅度增大时，电容器会逐渐充电，从而输出信号的幅度也会增大。
而当输入信号的幅度减小时，电容器会逐渐放电，从而输出信号的幅度也会减小。
这样，峰值检测电路就可以保持最大幅度的信号。
4.输出部分：输出部分用于输出经过峰值检测和平滑处理后的信号。
这个信号可以被连接到其他设备进行进一步处理或用于显示最大信号的数值。
1.当输入信号通过整流电路时，原始信号的正负部分被转换成了相同的正信号。
2.转换后的信号经过平滑过程时，电容器会根据信号的幅度进行充放电。
当输入信号振幅增大时，电容器充电速度加快，输出信号也会相应增大。
而当输入信号振幅减小时，电容器放电速度加快，输出信号也会相应减小。
3.输出部分通过连接到一个电压测量装置，将峰值（或最大值）读取出来。
需要注意的是，由于电容器的充放电过程是一个延时过程，峰值检测电路的输出信号在输入信号的峰值变化后仍然具有一定的延迟。
这是因为电容器的充放电时间与电容器的容值和电阻值有关。
因此，设计峰值检测电路时，需要根据实际需求选择合适的电容器和电阻值来平衡响应速度和准确度。
总的来说，峰值检测电路通过整流、平滑处理和输出部分实现对信号峰值的检测和测量。
它在音频、视频和其他信号处理领域具有广泛的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
峰值检测电路（二）
1.基本的峰值检测电路
本实验以峰值检测器为例，说明可利用反馈环改进非线性的方法。
峰值检测器是用来检测交流电压峰值的电路，最简单的峰值检测器依据半
波整流原理构成电路。
如实图4.1所示，交流电源在正半周的一段时间内，通过二极管对电容充电，使电容上的电压逐渐趋近于峰值电压。
只要RC足够大，可
这种简单电路的工作过程是，在交流电压的每一周期中，可分为电容充电
和放电两个过程。
在交流电压的作用下，在正半周的峰值附近一段时间内，通过二极管对电容C充电，而在其它时段电容C上的电压将对电阻R放电。
当然，当外界交流电压刚接上时，需要经历多个周期，多次充电，才能使输出电压接近峰值。
但是，困难在于二极管是非线性元（器）件，它的特性曲线如实图4.2所示。
当交流电压较小时，检测得的直流电压往往偏离其峰值较多。
图4.2二极管特性曲线
这里的泄放电阻R,是指与C并联的电阻、下一级的输入电阻、二极管的反向漏电阻、以及电容及电路板的漏电等效电阻。
不难想到，放电是不能完全避免的。
同时，适当的放电也是必要的。
特别是当输入电压变小时，通过放电才能使输出电压再次对应于输入电压的峰值。
实际上，检测器的输出电压大小与峰值电压的差别与泄放电流有关。
仅当泄放电流可不计时，输出电压才可认为是输入电压的峰值。
用于检测仪器中的峰值检测器要求有较高的精度。
检测仪器通常R 值很大，且允许当输入交流电压取去后可有较长的时间检波输出才恢复到零。
可以用较小的电容，从而使峰值电压建立的时间较短。
本实验的目的，在于研究如何用运算放大器改进峰值检测器，进一步了解运算放大器之应用。
2.峰值检测电路的改进
为了避免次级输入电阻的影响，可在检测器的输出端加一级跟随器（高输入阻抗）作为隔离级（实图4.3）。
也可以按需要加一可调的泄放电阻。
如果允许电路有很长的放电时间，也可以不用外加泄放电阻。
这种电路可以有效地隔离次级的影响，且跟随器的输出电压(Vo)可视为与电容上的电压相等。
电路中的二极管，仅在Vi-Vo > 0 时才导通，使电容C充电。
这时，二极管上的电压为(Vi-Vo)。
为使在(Vi-Vo)很小时也能有足够的充电速度,可将(Vi-Vo)经过放大，再作用于二极管。
按照这一设想，可在检测器前加一级比较放大器(实图4.4)。
图4.4峰值检测器改进电路(二)
在分析时常认为运算放大器失偏电压为理想值0V。
比较放大器是开环的差
动放大器，它可以有很高的增益，只要Vi略大于Vo,就可以输出很大的电压驱动
D1对电容充电。
例如运算放大器的增益为1OOdB量级，只需Vi比Vo 大
0.02mV,就可以输出2V的正向电压，显然，加速了电容的充电过程，直至使Vo等于Vi的峰值为止。
实际工作中,决定Vo与Vi有差别的一个重要因素，将是放大器输入端的失调电压。
当然，放大器也应有足够的带宽，以适应要求检测的交流电压的频率范围。
在Vi-Vo < 0时，比较放大器的输出电压接近于负电源电压，使D1上有较大的反向电压,D1就会有一定的反向泄漏电流。
为抑制D1的反向电流,应使D1的正极在反向时的电压,只略低于Vo。
为此,在比较放大器（A2）与D1 之间增设二极管D2和电阻R2 （实图4.5）o
图4.5峰值检测器改进电路（三）
在Vi > Vo 时,A2 输出较大的正向电压,使D2与D1导通对电容充电。
在Vi < Vo时，A2输出的反向电压使D2关断。
这时，D2的负极（D1的正极）通过R2联于A1的输出端，使R2 一端的电压（对地）为Vo。
如图所示,流过D2的反向电流通过R2,因而使D2的负极（D1的正极）上和电容上的电压得以保持。
通常R2为数百kW的电阻,例如在实图4.5中R2为560kW。
若D2的反向电流为0.2mA,则R2上的电压为0.11V,即D1上的反向电压为0.11V。
由此可见，D2和R2有效的抑制了D1的反向电流，其作用相当于增大了检测电路的泄放电阻。
还需注意，D2还有极间电容C2,它与R2组成阻容耦合电路。
以上的分析略去了C2的作用，实际上是假定输入信号的频率满足：W<< 1/（R2C2）（4.1）因此，除了选用级间电容较小的二极管之外，还应参照上式选择R2。
实图4.5是改进的峰值检测器的原理图。
该电路还有一个实际问题。
在输入信号的每周期的大部分时间中处于Vi < Vo 的状态，因而A2输出端的电压几乎等于负电源电压，A2的中间级和输出级的某些管子，必处于深饱和和深截止状态。
仅当Vi在峰值附近的一小段时间中，A2才可能在线性区中，A2的某些管子应从深饱和状态（或深截止状态）转向线性区（放大区）中的状态。
管子的这种
状态的转换需要经历一段时间才能完成。
［这种效应限制了输入信号频率，亦即限制了检测速度。
为了改善电路的速度，用非线性元（器）件D3,将比较放大器组成非线性反
馈的放大器（实图4.6a）。
在Vi > Vo时，Vo2高于Vo, D3处于反偏置状态（不导通），A2仍可视为无反馈的高增益电路；在Vi < Vo时，Vo2低于Vo, D3处于正偏置状态（导通）呈现为低阻抗,A2可视为有强反馈的低增益放大器。
若D3 的正向等效电阻为RD3,在rD3 << R3时,只要R3充分大，保持Vo值变化较小，对于输入信号来说，该电路相当于有偏置的跟随器（实图4.6b）
D5
RD3
8 3
图4.6提高峰值检测器充电速度的原理图
若rD3可不计则输出电压为：V°2也V i -V] - V D3 (4.2)
V02 的最低值为V o2min = -2V P - V D3 (4.3)
式中Vp是输入电压Vi的峰值。
在设计电路时，若使Vi的最大峰值小于A2的负向摆幅之半，贝U A2就可以保持在线性区工作。
当然，D3的反向电阻应尽可能大，以保证Vo2为正值时不致通过D3泄漏至Vo 。
综上所述,较完善的峰值检测器电路如实图4.7所示
图4.7峰值检测器改进电路（四）
参数选择：
按照上面的分析, R3 应满足：R D3 >> R3 >> r D3 (4.4)
RD3 是D3 的反向等效电阻。
因rD3 常在100W 量级, RD3 常在1000kW 量级或更大, 故R3 可选为10kW 量级。
整个电路，A2是输入缓冲，其输入端包含A1的输出反馈，用于实现比较功能“Vi高于Vo就打开下级电路”。
A1是输出缓冲。
注：1、只要R3 充分大，就能保持Vo 值变化较小
2 、R2用于减少D2的反相泄露电阻。