Двухкаскадные пиковые детекторы

Простой двухкаскадный пиковый детектор изображен на рис. 11.14. В этой схеме ОУ заряжает конденсатор до пикового значения, а ОУ выполняет роль буферного повторителя. Коща входное напряжение превышает хранимое на конденсаторе С, выходное напряжение ОУ увеличивается и конденсатор заряжается через диод . Таким образом, пока напряжение , петля обратной связи ОУ замкнута через диод и напряжение на конденсаторе С отслеживает входное. Как

Рис. 11.14. Простой двухкаскадный пиковый детектор.

только входное напряжение начинает уменьшаться, ОУ переходит в состояние отрицательного насыщения, поскольку цепь его обратной связи размыкается. Конденсатор С оказывается изолированным от выхода и хранит установившееся на нем напряжение.

Одной из основных причин изменения заряда конденсатора в режиме хранения являются входные токи ОУ, протекающие через конденсатор и изменяющие накопленный на нем заряд. В этой схеме конденсатор С соединен со входами обоих ОУ, что еще более усугубляет ситуацию. Поэтому для данной схемы целесообразно выбирать ОУ с полевыми входами, имеющие малые входные токи. Кроме того, входной сигнал проходит через два ОУ — и к выходному сигналу детектора добавляются два напряжения смещения. Поэтому во многих случаях приходится выбирать ОУ с малыми входными напряжениями смещения. Так как фактически пиковым детектором является только ОУ в устройствах, предназначенных для регистрации коротких импульсов, быстродействующим может быть только ОУ а в качестве буферного можно выбрать ОУ общего применения. Переходная характеристика ОУ с обратной связью должна быть хорошо демпфирована, поскольку в противном случае при быстрых изменениях входного напряжения на его выходе появлятюся выбросы перерегулирования, создающие иллюзию большого пикового сигнала (особенно это актуально для быстродействующих ОУ, которые, как правило, плохо работают на емкостную нагрузку, в данном случае — конденсатор С — прим. ред.).

Можно предложить несколько вариантов улучшения приведенной на рис. 11.14 базовой схемы. В частности, на рис. 11.15 показан инвертирующий пиковый детектор с усилением сигнала. Конденсатор разряжается через резистор на виртуальную землю — инвертирующий вход ОУ . Спад выходного напряжения в режиме хранения определяется экспоненциальным разрядом конденсатора с постоянной времени Каскад на ОУ представляет собой однополупериодный выпрямитель. Некоторые из рассматриваемых далее схем выпрямителей можно превратить в пиковые амплитудные детекторы, подключая к их выходам конденсаторы и буферные каскады. Отмстим, что диод обеспечивает отрицательную обратную связь ОУ в режиме хранения. Это предотвращает насыщение усилителя и значительно сокращает время перехода в режим отслеживания сигнала. Диод можно исключить, но при этом снижается быстродействие схемы.

В приведенной на рис. 11.16 схеме пиковый детектор абсолютного значения получен путем объединения неинвертирующего детектора на ОУ и инвертирующего — на ОУ Здесь также происходит разряд конденсатора С через резистор на инвертирующий вход ОУ поэтому эту схему можно применять только в тех случаях, когда требуется постепенный спад выходного напряжения, или там, где он допустим.

Рис. 11.15. Инвертирующий пиковый детектор.

Отметим, что можно зафиксировать пиковое значение нескольких сигналов, изменив схему на рис. 11.16 так, чтобы каждый сигнал поступал на свой входной каскад, состоящий из ОУ и диодов (обведено пунктиром), и подключив затем каждый из входных каскадов к запоминающему конденсатору С и выходному буферу на ОУ

Рис. 11.16. Пиковый детектор абсолютного значения.