Пиковый детектор: принцип работы и практические применения

Пиковый детектор — простая схема, захватывающая максимальное напряжение переменного сигнала и удерживающая его как DC уровень. Состоит из диода и конденсатора последовательно; напряжение на конденсаторе отражает пик входного сигнала.

Работа пикового детектора

Схема ниже и её SPICE нетлист иллюстрируют принцип. При подаче AC источника диод проводит во время положительных полуволн, заряжая конденсатор до мгновенного пика минус прямое падение диода. Как только входное напряжение падает ниже накопленного уровня, диод становится обратным смещением, предотвращая разряд конденсатора обратно в источник. Таким образом конденсатор удерживает максимальное достигнутое за цикл напряжение.

Это устройство по сути полуволновой выпрямитель с фильтрующим конденсатором.

 *SPICE 03441.eps C1 2 0 0.1u R1 1 3 1.0k V1 1 0 SIN(0 5 1k) D1 3 2 diode .model diode d .tran 0.01m 50mm .end 

Примечание: Диод проводит на положительных полуволнах, заряжая конденсатор до пикового напряжения минус прямое падение.

Из-за последовательного сопротивления и прямого напряжения диода (~0,7 В для кремния) конденсатор не заряжается до полных 5 В пика входа. Несколько циклов нужны для достижения стационарного пикового напряжения.

В приложениях блоков питания та же концепция используется в полуволновом выпрямителе. Последовательный резистор заменяется вторичкой трансформатора (обычно несколько ом) и гораздо большим фильтрующим конденсатором (сотни микрофарад). Такое 60 Гц питание может давать ~100 мА, хотя полуволновые дизайны обычно ограничены потребностью в существенной фильтрации.

Пиковые детекторы также встречаются в радиосхемах, например кристаллических радиоприёмниках, где выпрямлённый сигнал демодулирует амплитудно-модулированные волны.

Связанные рабочие листы

• Рабочий лист: Базовая работа с осциллографом