11.2. Пиковые детекторы
Пиковые детекторы предназначены для измерения максимального за некоторый отрезок времени значения сигнала. Работу пикового детектора можно пояснить на примере простой схемы, состоящей из идеальных диода и конденсатора (рис. 11.11).
Пиковые детекторы могут работать в двух различных режимах — режиме слежения и режиме хранения. В режиме слежения входной сигнал больше ранее запомненного пикового значения, и выходное напряжение детектора соответствует входному до тех пор, пока входное напряжение не начнет снижаться. В этот момент устройство переходит в режим хранения, в котором будет оставаться до тех пор, пока входное напряжение вновь не превысит ранее достигнутого уровня. Пиковые детекторы похожи на устройства выборки и хранения (УВХ) как по схемотехнике, так и по рабочим характеристикам. Заметим, что хотя данная глава посвящена пиковым детекторам, все сказанное в ней относится и к детекторам минимумов (проще договориться о том, что пики могут быть положительными и отрицательными и не изобретать новых терминов — прим. ред.), поскольку для этого в исходной схеме нужно просто изменить полярность включение диода (рис. 11.12).
Показанный на рис. 11.11 простой детектор имеет несколько недостатков. Во-первых, зафиксированное выходное напряжение не остается
Рис. 11.11. Простейшая схема пикового детектора.
Рис. 11.12. Простейший детектор минимумов.
постоянным. Как правило, оно спадает из-за разряда конденсатора. В схемах пиковых детекторов с применением ОУ конденсатор может заряжаться входными токами, которые приводят к росту выходного напряжения в режиме хранения. Это явление также называют спадом, что вносит некоторую путаницу. Вторая основная проблема связана с конечным временем заряда конденсатора, что определяет минимальную длительность обнаруживаемого импульса, максимальную скорость нарастания выходного напряжения и ширину полосы пропускания пикового детектора. При выборе емкости конденсатора приходится учитывать два противоречивых требования: уменьшения скорости спада и повышения скорости нарастания. Например, большая емкость конденсатора гарантирует
Рис. 11.13. Пиковый детектор со сбросом.
меньшую скорость спада, поскольку напряжение на конденсаторе будет изменяться относительно медленно. Однако по этой же причине снижается скорость нарастания, и схема станет нечувствительной к коротким импульсам. Собственно, это классическая для инженера ситуация, в которой требуется компромиссное решение, в данном случае, между скоростями нарастания (быстродействием) и спада (точностью).
Обычно продетектированное напряжение должно храниться только в течение небольшого промежутка времени, после чего его необходимо сбросить для того, чтобы схема могла регистрировать последующие импульсы. Для этого либо в схему вводится ключ сброса, либо увеличивают скорость спада, добавляя резистор утечки (рис. 11.13).
