院 系： 机械工程学院 名 称： 模拟电子技术基础课程设计 题 目： 峰值检测电路 班 级： 测控技术与仪器091201 学 号：
学生姓名： ···
指导教师： ··· 设计周数： 一 周
日期：2011年12月28日
设计报告
前言
现代生活有哪些离得开电子技术？几乎没有。电子技术在不断完善我们的生活，服务于我们，所以掌握电子技术具有很大的好处。经过一学期的模拟电子技术的学习，我们已掌握了它的基础。理论服务于实践，我们有必要通过一定的模拟电子实习来证明自己的收获。本设计为峰值检测电路，组成部分为波形输入部分，峰值检测部分和峰值显示输出部分。设计的目的就是检测输入波形的最大值。设计原理也简单易懂，但对于最初的要求已经达到，且误差较小。设计匆忙，定有不足，希望老师不吝赐教。
设计者
2011年12月28日
目录
一、设计内容 (5)
1.1设计目的 (5)
1.2设计要求 (5)
1.3设计方框图 (6)
二、理论分析 (6)
三、电压峰值检测电路 (7)
3.1 峰值检测的概念 (7)
3.2峰值检测原理 (8)
四、理论计算 (10)
五、仿真结果及分析 (11)
5.1 仿真过程 (11)
5.2调试与故障检测 (13)
六、设计总结 (13)
七、心得体会 (13)
八、参考文献 (14)
九、总的电路图 (15)
十、元器件清单 (16)
一、设计内容
1.1设计目的
1. 使学生在学完了《模拟电子技术》课程的基本理论，基本知识后，能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面，系统地进行电子电路的工程实践训练，锻炼动手能力，培养工程师的基本技能，提高分析问题和解决问题的能力。
2. 熟悉集成电路的引脚安排，掌握各芯片的逻辑功能及使用方法，了解面包板结构及其接线方法，了解峰值运算电路的组成及工作原理。
3. 培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字时钟系统的能力。
4. 培养书写综合设计实验报告的能力
1.2设计要求
设计一个峰值运算电路，使其能够将输入信号的峰值显示出来。
1.3设计方框图
图1 设计方框图
二、理论分析
波形引入
波形引入部分较为简单，在电路的开始加入一个波形发生器即可，注意波形发生器的引入方法。最好加入一个能产生不规则波形的波形发生器，这样检测到的峰值就是不断变换的，若引入的时正弦波，则检测显示的结果就是一条直线。
峰值检测 峰值引入部分
峰值显示输出
图 2波形引入部分电路
三、电压峰值检测电路
3.1 峰值检测的概念
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。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。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）：
图3 电压峰值检测波形
3.2 峰值检测原理：
峰值检测的基本原理很简单，通过一个简单的电压跟随器，正相输入信号，输出直接接反相，这样输出的值就是输入值。若在输出与波形检测部分并接一电容，当波形值增加时，显示部分能指示出这一增加过程，同时电容也在充电，电容的电压不断增加。当波形的峰值下降时，由于电容已充电，这是波形显示部分显示的是电容记录的最大值为了防止电容电压下降，在电容与电压跟随器之间加一二极管。由于二极管的的单向导通性，二极管的电压不会“流失”这样就能保证显示部分记录的就是输入波形的最大值。即“遇增增，遇减不变”
图4 电压跟随器简图
简单的峰值检测电路如下所示：
图 5 峰值检测电路1
经过以上的简单描述，其实我们已经可以将峰值检测器分成几个
模块：
（1）模拟峰值存储器，即电容器；
（2）单向电流开关，即二极管；
（3）输入输出缓冲隔离，即运算放大器；
（4）电容放电复位开关（这部分非必须，如：如果电容值选取合适，两次采
样时间间隔较大）。
经改进，选择用下面的原理图，前面的一个电压跟随器分析同上，后面一个电压跟随器是利用了其输入阻抗无穷大，输出阻抗为零的特点，就相当于电容C1不能通过后面的电路放电，这样就保证了峰值的不变。
改进后方案：
图6 峰值检测电路2
四、理论计算
1、理论计算过程较为简单，为了使反应灵敏一些，电容选择较小一些，本例中选的是1UF的电容。
2、连接两个电压跟随器的电阻选择20kΩ。
3、假设输入电压不断增大，则D2导通，则电容C1继续充电，输出
电压就是C1上电压，也将增大；若输入电压减小，由于D2截止，则新输入的新号不会送到输出，输出还是以前保留地最大值，即C1上的电压值。此时由于输出电压大于输入电压，D1导通，3处电压即是输出电压，这样可以保持C1上电压不会下降，即保证了峰值的稳定显示。
五、仿真结果及分析
5.1 仿真过程
通过理论分析我们如果不方便直接做成实物的话，那么可以采用Multisim软件进行仿真，将可以得到理论分析相近的结果。那么根据仿真原理图，得以下仿真结果图：
（1）方案一峰值检测电路的仿真结果
图7 简单峰值检测电路仿真波形图
分析理论原理图可以得到与以上波形图相似的误差，电路存在着
不足之处，那么导致这样结果的原因就是因为普通二极管存在着导通电压压降，使得输出电压无法跟输入电压匹配，从导致误差的存在，上图检测的误差主要来自与二极管的正向导通电压降改进的目的是想要消除二极管上的压降，因此就用“超级二极管”代替简单二极管，从而减小误差。或者从方案二的比较中可以看出，用电压跟随器更能起到电压输入与输出的匹配问题。
（2）改进后峰值检测的仿真结果
图8 方案二峰值检测电路仿真波形图
这个波形就很完善，而且基本上没什么误差。通过两个电压跟随器的连接，达到了减小误差的效果，第二个电压跟随器利用其输入阻抗无穷大的特点，起到了防止电容器放电带来的误差，第一个电压跟随器并接一个二极管起到了输出与输入电压的跟随效果，使电路消除了反应速度慢的特点。
再将放大后的电压直接引入示波器的另一输入端，与峰值显示进行比较，以验证峰值测试是否准确。如下图所示
5.2调试与故障检测
测试步骤：
（1）接电源。由于芯片的工作电压为±5V电压，所以千万要保证电压数值的正确，防止芯片烧坏。
（2）接被测电压源。课程设计要求的被测范围为0-10mV电压的幅值，故我们设置的电压为交流电压信号，峰值为8mV，频率定为1KHZ（仿真和实物实验知道当频率过高和过低实验误差相当大）。
（3）打开电源开关和信号源的开关，电路工作正常。调节信号源的电压峰峰值和频率，看看数码管显示的数值是不是符合理论分析的要求。
当电路不能正常工作时，首先用手触摸芯片是不是发热，判断芯片是不是由于电压不正常烧坏。
当芯片正常工作时候，观察电路的导线是不是断开，由于是节省时间用导线连接而不是焊接的，导线容易脱落，使用时注意小心。六、设计总结
峰值检测电路主要包括信号跟随，信号保持，信号复位等。即当输入信号增大时，电路对其采样，并使输出能够很好的跟随输
入；当输入信号减小时，电路进入保持阶段，即保持前一个峰值并输出；当输入电压再次大于此保持电压时，电路继续跟踪输入进行采样；当复位信号到来时，电容放电，然后开始采样保持到下一周期。
能过电容和二极管，OP搭接成的电压跟随器，可以很好的对测量信号进行峰值保持，然后送给信号处理电路进行分析。
峰值保持器为较高频率的信号采样提供了一个很好的解决方案，具有很高的工业实用价值。
本电路结构简单，易于实现，成本较低，可以作为测量登记表中的一个模块，提高登记表的准确性和灵敏性。
七、心得体会
1.通过对各元器件的引脚功能、真值表的分析、并设计其原理图，且利用电子电路计算机进行仿真使得学习研究电子技术变得更加简单、直观，学习效果进一步提高，带动了学习的积极性。
2.通过学习使自己对课本上的知识能够应用于实际，使得理论与实际相结合，加深了对课本上知识的理解，并能够利用到图书馆查阅资料，增加了许多课本以外的知识，且实习也锻炼了我个人的动手能力，通过书写电子密码锁论文同时也锻炼了我的文字表达能力。
3.自学的能力有了很大的提高。另外。我承认我参考了很多资料，一是我没有那么大的创新能力，二是我觉得资源可以共享，但必须要消化吸收在创新。对于参考的资料我已列入到参考文献中，希望没有造成侵权行为。
4.最后特别感谢一下指导老师郭宏老师，百忙之中还抽空来负责指导我们，不甚感激。
八、参考文献
1、《multisim10 电路仿真及应用》张新喜等著机械工业出版社
2、《模拟电子技术基础》毕满清等著电子工业出版社
3、《multisim2001及其在电子设计中的应用》蒋卓勤等著西安电子科技大学出版社
4、《电路计算》童梅著清华大学出版社
5、《电路设计与仿真》杨欣等著清华大学出版社
6、《multisim10电路设计及应用》王冠华著国防工业出版社
7、《电子电路设计》赵家贵主编中国计量出版社
九、总的电路图
图9 电路总图
十、元器件清单
波形发生器1个
预算放大器1个
二极管2个
电容1个
电阻1个
示波器1个
燕 山 大 学 课程设计 说明书 题目：基于运算放大器的峰值检 测电路设计 学院（系）：电气 工程学院年级专业： 08级检测1学号： 080103020042 学生姓名：井涛 指导教师：温江涛 教师职称：讲师
燕山大学课程设计（论 文）任务书 院（系）：电气工程学院基层教学单位：仪 器科学与工程系 学号080103020042学生姓名井涛专业（班级）08检测1 班设计题目基于运算放大器的峰值检测电路设计 设 计技术参数输入信号是由 10-100Hz 的正弦波和三角波叠加而成。测量电路每隔0.2 秒采集一次输入信号的峰值。 设计要求1：完成题目的理论设计模型；2：完成电路的m ultisim 仿真； 工作量1：完成一份设计说明书（其中包括理论设计的相关参数及仿真结果）；2：提交一份电路原理图； 工 作计划周一，查阅资料； 周二到周四，理论设计及计算机仿真；周五，撰写设计说明书； 参考资料1：基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计；2：模拟电子技术； 3：数字电子技术； 4：电路理论 指导教师签字基层教学单位主任签字 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 2011年 6 月 25 日
燕山大学课程设计评审意见表指导教师评语： 成绩： 指导教师： 年月日答辩小组评语： 成绩： 组长： 年月日课程设计总成绩： 答辩小组成员签字： 年月日 3
基于运算放大器的峰值检测电路设计 目录 第一章引言 (2) 第二章基本原理 (2) 2.1原理分析及原理框图............................ ...................... ... .. (2) 2.2 电路功能分析 (3) 2.2 电路分块设计 (4) 第三章电路具体设计....... .. .. .. (7) 3.1 峰值检测电路元件参数选取 (7) 3.2 采样信号发生器........................................................... (8) 3.3 总体电路图...................................................... .... . (9) 第四章电路仿真测试 (10) 4.1 输出波形multisim仿真 (10) 4.2对于微小输入信号的分析 (14) 第五章误差分析 (17) 5.1 复位误差.......................................... ....... . (17) 5.2 保持误差........ .... ........................................ .......... . (21) 第六章整体电路图 .................... .. (22) 第七章结论 (23) 第八章心得体会..................... ..................... .. 24 参考文献.. (25) 4
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目：12 峰值检测电路 初始条件： 具备数字电子电路的理论知识；具备数字电路基本电路的设计能力；具备数字电路的基本调试手段；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。 要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、4位LED显示； 2、设计峰值检测电路，模数转换，锁存电路； 3、清零设置功能；每次检测到的最大值被保存和显示； 4、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书； 5、设计电源； 6、焊接：采用实验板完成，不得使用面包板。 时间安排： 第十九周一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试 指导教师签名： 2012年 5 月 30日 系主任（或责任教师）签名：年月日
1 绪论 1.1软件介绍 Protues软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译，功能十分强大。 1.2 A/D转换芯片介绍 ICI-7135是421位双积分A/D转换芯片,可以转换输出±20000个数字量,有STB选通控制的BCD码输出,与微机接口十分方便。ICL7135具有精度高(相当于14位A/D转换),价格低的优点。其转换速度与时钟频率相关,每个转换周期均有：自校准(调零)、正向积分(被测模拟电压积分)、反向积分(基准电压积分)和过零检测四个阶段组成,其中自校准时间为10001个脉冲,正向积分时间为10000个脉冲,反向积分直至电压到零为止(最大不超过20001个脉冲)。故设计者可以采用从正向积分开始计数脉冲个数,到反向积分为零时停止计数。将计数的脉冲个数减10000,即得到对应的模拟量。图1给出了ICL7135时序,由图可见,当BUSY变高时开始正向积分,反向积分到零时BUSY变低,所以BUSY可以用于控制计数器的启动／停止。 ICL7135为DIP28封装,芯片引脚排列如图2所示,引脚的功能及含义如下： (1)与供电及电源相关的引脚(共7脚) .-V：ICL7135负电源引入端,典型值-5V,极限值-9V;
一种简单有效的限流保护电路
作者: 日期:
一种简单有效的限流保护电路 陈世杰，顾亦磊，吕征宇 （浙江大学电气工程学院，浙江杭州310027） 摘要：提出了一种简单有效的限流保护电路，论述了该保护电路应用于宽范围输入正激变换器和宽范围输入反激变换器时工作状况的区别，并给出了一个适用于宽范围输入反激变换器的补偿电路。最后的实验结果验证了限流保护电路及补偿电路的工作原理及其有效性。 关键词：过流保护；正激；反激 0 引言 过流保护电路是电源产品中不可缺少的一个组成部分，根据其控制方法大致可以分为关断方式和限流方式。限流方式由于其具有电流下垂特性，故障解除后开关电源能自动恢复工作，因此，得到比较广泛的应用。 限流保护电路首先要有一个电流取样环节，目前，一般的做法是串联一个小电阻或者是用霍尔元件来 获得电流信号。当取样电流比较小的时候，这两种取样方法都是可取的。但当取样电流比较大时，电阻取样会有较大的损耗，降低了变换器的效率，而霍尔元件取样其体积比较大，且价格昂贵，对整个电源的成本也是个问题。 基于以上考虑，本文提出一种简单有效的限流保护电路，克服了以上两种方式取样大电流时的缺点。它适用于正激、反激等各种变换器，而且成本也比较低。 1 限流保护电路工作原理 图1中虚线框外的电路是普通的峰值电流方式的PWM控制电路，利用电流互感器取样峰值电流。图中所示的PWM芯片是ST公司生产的L5991。虚线框内是本文所提出的限流保护电路。它利用峰值电流控制中的电流信号作为输入信号，通过一个由D, R, C i组成的峰值保持电路和由运放组成的PI环节得到一个误差信号，在变换器的输出电流超过限定值的时候，该误差信号就会控制PWM芯片的占空比，从而使输出电流保持 在限定值。由于D存在，当输出电流低于限流值时，该部分电路对占空比的控制不起作用。
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）。
正负不对称波形的双极性峰值输出电路 电路的功能 这是一种输入为零交正弦信号，输出为不同时的正负压差的电路，它由峰值检波电路和差动放大器组成。 而要保持单信号峰值、输出，然后“复位”或等待自然放电完毕，再输入下一个信号时，可采用本电路。 电路工作原理 OP放大器A1、A2分别为正、负峰值检波电路，二极管D1、D2接在反馈环路中，其正向电压降VF和温度系数对环路的影响可以忽略。输入信号经过峰值检波后，分别成为-VP和+VP，再用差动放大电路A 3、A4对其进行减法运算，则可得到峰-峰值电压+VP-P=+VP-（-VP）。本电路可以有两种工作方式，一是由电阻R4、R5分别选定T1=C1.R4，T2=C2.R5的放电时间，得到长周期的信号幅值，二是使用“复位”开关S1、S2，测量开始时，各开关打开，测量信号峰值，测量结束，接通开关，将保持的电荷释放，等待下一个信号输入。若希望输出具有增益，可接上带★号的电阻R0，其增益为A=1+（20K/R0）。 元件的选用 增加电容器C3、C4的目的是避免由于存在突发负载C1、C2而出现的不稳定，其时间常数和容量没有严格的限制。二极管D1、D2为低漏二极管1SS104，当峰值电压保持时间在数秒以内时，也可采用普通的小信号二极管1S1588或1S953。保持电容器C1、C2最好选用绝缘电阻高的产品，容量在1UF以上时，可选用薄膜电容，为了延长保持时间，与其用加大电容量的办法，不如把OP放大器A1~A4都改用高输入阻抗、低输入偏流的BI-FET型OP放大器。“复位”开关S1、S2可选用双接点式继电器或C-MOS模 拟开关。
注释 保持电路的泄漏问题 峰值保持电路或取样保持电路都存在泄漏问题，表现在被保持的电压会逐渐下降，保持电容器CH中贮存的电荷永久保存这是理想情况，但是由于电路的漏电电流或由于绝缘电阻的影响，会使保持的电压降下降。图1是简化的电压保持电路，接通开关SW以后，电压E存入CH中，然后断开开关，使电压得到保持，被保持的电压会象图2所示的实线那样呈指数曲线下降或象虚线那样，随输入偏流IB的不同，以不同的斜率（△E=（IB/CE）△L）下降。可根据图示分析电压下降的具体原因。
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V o = 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（T INA 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,2 Vpp），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。
南通大学电工电子实验中心 电子系统综合设计实验报告 课题名称：峰值检测系统的设计 姓名：沈益 学号：07 指导教师：陈娟 实验时间：2011年1月3日至14日
峰值检测系统主要由传感器、放大器、采样/保持、采样/保持控制电路、A/D转换电路、数码显示、数字锁存控制电路组成。其关键任务是检测峰值并使之保持稳定，且用数字显示峰值。 一、设计目的 1、掌握峰值检测系统的原理； 2、掌握峰值检测系统的设计方法； 3、掌握峰值检测系统的性能指标和调试方法。 二、设计任务及要求 1、任务：设计一个峰值检测系统； 2、要求：（1）传感器输出0~5mV，对应承受力0~2000kg； （2）测量值要用数字显示，显示范围是0~1999； （3）测量的峰值的电压要稳定。 三、设计原理 1、设计总体方案 据分析，可确定需设计系统的电路原理框图如图1所示： 图1 峰值检测系统原理框图 2、各部分功能 传感器：将被测信号量转换成电量； 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； 采样/保持：对放大后的被测模拟量进行采样，并保持峰值； 采样/保持控制电路：该电路通过控制信号实现对峰值采样，小于峰值时，保持原峰值，大于原峰值时保持新的峰值； A/D 转换：将模拟量转换成数字量； 译码显示：完成峰值数字量的译码显示； 数字锁存控制电路：对模数转换的峰值数字量进行锁存，小于峰值的数字量不锁存。 三、电路设计 1、传感器：本文不予考虑； 2、放大器：由于输出信号为0~5mV ，1mV 对应400kg ，因此选用电压增益为400的差动放大电路（该电路精度高），如图2所示。 u 1 u 2 u o1 图2 差动放大电路 根据公式 400R ) /R 2R (1R u u A 3 124i o1U =+-== ，分配第一级放大器放大倍数为8/R 2R 112=+，分配第二级放大器放大倍数为 508 400 R R 34==，则选取电阻值分别为 1.6K R 1=， 5.6K R 2=，2K R 3=，K 001R 4=，四只
基于FPGA的快速响应峰值保持电路 刘江涛1, 2 吴伯冰1董永伟1张永杰1邢闻1 柴军营1赵冬华1徐鹤1 1（中国科学院高能物理研究所北京 100049） 2（中国科学院研究生院北京 100049） （E-mail: jtliu@https://www.doczj.com/doc/bc10332480.html,） 摘要：本文介绍了一种基于FPGA的快速响应脉冲峰值保持电路，可用于SVOM/GRM复合晶体输出信号的脉冲形状甄别。该电路结构简单，控制方便，可靠性高；测试结果表明：其响应时间～100ns，动态范围100mv～2000mv，满足设计要求。 关键词：峰值保持电路，快速响应，FPGA 1.引言 SVOM（space multi-band variable object monitor）是中国与法国合作研制的专门观测和研究伽玛射线暴（GRB）的天文科学卫星，伽玛监视器GRM（Gamma Ray Monitor）是SVOM的主要科学载荷之一[4]，实现对伽玛暴的实时触发和宽能谱测量，探测器部分由三层闪烁体构成（PS、NaI（TI）、CsI（Na）），并且共用一个光电倍增管输出信号，由于三种闪烁体的发光衰减时间不同，电子学系统需要根据波形的不同对光电倍增管的输出信号进行分类处理，这样就需要利用脉冲形状甄别技术（pulse shape discrimination，PSD）技术。由于需要处理的信号包括塑料闪烁输出的快信号（上升时间～100ns），设计具备快速响应能力的峰值保持电路是实现PSD 功能的基础。 峰值保持电路的作用是获取输入电压脉冲的峰值，并产生输出V0=VI(peak)。为了实现这个目标，让V0跟踪VI直至输入信号达到峰值。这个峰值会一直被保持，直至一个新的更大的峰值 现在通用的峰值保持电路主要有两种：跨导型与电压型[1]，电压型电路原理简单，但积分非线性大、动态范围小、小幅度响应差、通频带宽也小，所以此种电路不具有快响应的特征，不适合处理快信号；跨导型峰值保持电路具有响应速度快、动态范围大和误差小的优点，但是电路结构比较复杂。针对核物理实验中应用的峰值保持电路，文献[2][3]介绍了相应的改进方法，但是，在航天电子学的设计中需要考虑到电路设计的可靠性、元器件选择符合航天要求、电路设计简单、电路控制简单等特点，因此，本文中设计的峰值保持电路基于跨导型峰值保持电路的原理，同时通过FPGA与模拟开关完成控制充放电。
史上最实用较深刻的峰值检测电路实例与分析 作者：billyevans Blog: https://www.doczj.com/doc/bc10332480.html,/billyevans/31510/category.aspx 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（TINA TI 7.0绘制）：
南通大学电工电子实验中心电子系统综合设计实验报告 课题名称：峰值检测系统的设计 姓名：沈益 学号： 指导教师：陈娟 实验时间：2011年1月3日至14日 峰值检测系统主要由传感器、放大器、采样/保持、采样/保持控制电路、A/D转换电路、数码显示、数字锁存控制电路组成。其关键任务是检测峰值并使之保持稳定，且用数字显示峰值。 一、设计目的 1、掌握峰值检测系统的原理； 2、掌握峰值检测系统的设计方法； 3、掌握峰值检测系统的性能指标和调试方法。 二、设计任务及要求 1、任务：设计一个峰值检测系统； 2、要求：（1）传感器输出0~5mV，对应承受力0~2000kg； （2）测量值要用数字显示，显示范围是0~1999； （3）测量的峰值的电压要稳定。 三、设计原理 1、设计总体方案
据分析，可确定需设计系统的电路原理框图如图1所示： 图1 峰值检测系统原理框图 2、各部分功能 传感器：将被测信号量转换成电量； 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； 采样/保持：对放大后的被测模拟量进行采样，并保持峰值； 采样/保持控制电路：该电路通过控制信号实现对峰值采样，小于峰值时，保持原峰值，大于原峰值时保持新的峰值； A/D 转换：将模拟量转换成数字量； 译码显示：完成峰值数字量的译码显示； 数字锁存控制电路：对模数转换的峰值数字量进行锁存，小于峰值的数字量不锁存。 三、电路设计 1、传感器：本文不予考虑； 2、放大器：由于输出信号为0~5mV ，1mV 对应400kg ，因此选用电压增益为400的差动放大电路（该电路精度高），如图2所示。 图2 差动放大电路 根据公式 400R ) /R 2R (1R u u A 3 124i o1U =+-== ，分配第一级放大器放大倍数为8/R 2R 112=+，分配第二级放大器放大倍数为 508 400 R R 34==，则选取电阻值分别为 1.6K R 1=， 5.6K R 2=，2K R 3=，K 001R 4=，四只电阻均选1/8W 金属膜电阻，三个放大器可选具有高输入共模电压和输入差模电压范围，具有失调电压调整能力以及短路保护等特点的A μ741型运算放大器。
峰值和谷值电压检测 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。 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,2V pp），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。
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）： 从仿真结果来看，同等测试条件下，检测误差大大减小。但我们知道，超级二极管有一个缺点，就是Vi从负电压变成正电压的过程中，为了闭合有二极管的负反馈回路，运放要结束负饱和状态，输出电压要从负饱和电压值一直到（Vi+V二极管）。这个过程需要花费时间，如果在这个过程，输入发生变化，输出就会出现失真。 因此，我们需要在电路中加入防止负饱和的措施，也就是说，我们输入部分的处理环节 要能够尽量跟随输入信号的电压，并提供一个尽可能理想的二极管，同时能够提供有效的输 入缓冲。一个经典的电路是通过在输入和输出间增加一个二极管，这有点类似于电压钳位（T INA TI 7.0绘制）：
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)。
第27卷 第2期核电子学与探测技术 Vol.27 No.2 2007年 3月 Nuclear Elect ronics &Detection Technology March 2007 一种适用于高速窄脉冲的峰值保持电路 彭 宇1,2,苏 弘1,董成富1,李 勇1,2,李素琴1,2, 李小刚1,马晓莉1,千奕1,2 (1.中国科学院近代物理研究所,兰州730000;2.中国科学院研究生院,北京100049) 摘要:介绍一种适用于高速窄脉冲的峰值保持电路,该电路输入信号的幅度≥50mV 、前沿≤3ns 、脉宽≤15ns 、频率≥20M Hz 、增益为3,峰展宽时间可调(0.4～5 μs )。该电路结构简单,可靠性好。关键词:速;窄脉冲;峰展宽;电路 中图分类号: TN78 文献标识码: A 文章编号: 025820934(2007)022******* 收稿日期:2005212221 作者简介:彭宇(1980—),男,贵州人,博士 该电路主要功能是对前端放大器的输出信 号进行峰展宽或称峰值保持,以便后续电路采样,进而进行数据处理。该电路是一种通用型峰展宽电路,它也适用于其他信号特别是高速窄脉冲信号的峰展宽,从而为高速窄脉冲信号的峰值测量提供了一种方法与手段。该电路可以接受脉宽≤15ns ,前沿≤3ns ,频率≥20M Hz ,幅度≥50mV 的输入信号。与一般的的峰值保持电路相比,该电路具有较高的灵敏度,频带宽,反应速度快,小信号响应好的特点。 1 电路基本结构[1] 电路在结构上包括模拟部分和数字部分, 模拟部分完成对信号的积分保持,而数字部分完成对输入信号获取和积分信号泻放的逻辑控制。其原理框图如图1所示。输入信号分成两路,一路通过模拟开关进入积分电路,一路经过高速比较器和逻辑电路产生控制逻辑,来控制模拟开关以便完成对输入信号的获取和积分信号的泻放,最后,通过一级放大器输出驱动后续获取电路。 2 电路原理分析 2.1 一般峰值保持电路存在的问题 图1 电路结构框图 图2为一般的峰值保持电路。 一般峰值保持电路中运放充当跟随器,利 用二极管单向导电性对输入信号进行峰值保持。电容C 为保持器件,初始状态电容电压U C 等于零。M 为模拟开关,复位脉冲通过控制模拟开关对电容上的电压进行放电。理想情况下,当输入信号U i 上升时,通过放大器A1和二极管D 对电容C 充电,直至电容C 上的电压U Cmax.等于输入电压U imax.;只要输入电压U i 新型高性能脉冲峰值保持电路
第17卷 第4期 核电子学与探测技术V o l.17N o.41997年7月N uclea r Elect ro nics &Detectio n T ech no lo gy July 1997 新型高性能脉冲峰值保持电路 陈勇 李延国 吴枚 (中国科学院高能物理研究所,北京,100039)本文介绍了两种新型跨导型脉冲峰值保持器,分别用于多丝正比室(M W PC )和复合晶体闪烁探测器(Phoswich)输出脉冲信号的形状和幅度分析。电路的跨导放大级采用跨导型集成运算放大器,使电路结构简单化,且性能优良可靠,能响应输入脉冲最小上升时间分别为50ns(Pho swich )和500ns(M W PC)的信号,在40dB 的动态范围内,两电路的积分非线性均好于0.1%,特别适用于空间γ射线观测。 关键词:脉冲峰值保持电路 跨导放大器 1 引言 峰值保持电路是核物理实验中的重要线路单元[1～6]。从60年代至今,峰值保持电路的前级(探测器及前置放大器)和后级(A /D 转换器等)发展极为迅速,而作为桥梁的峰值保持电路却发展得相对较慢,使其成为制约整个系统性能提高的瓶颈。传统的峰值保持电路是电压型的[3] (如图1),电路的原理简单,但积分非线性大,动态范围小(小幅度响应差,一般大于200mV ),通频带也小,在处理快信号时性能不太令人满意。在80年代,出现了跨导型峰值保持器[1],其性能优于电压型的。并不断发展出适合于不同需要的跨导型峰值保持器[1,2,6]。 图1 电压型峰值保持电路图2 跨导型峰值保持电路 对于电压型峰值保持电路,从频域上说,由二极管D 和电容C 所组成的网络有一极点,并且由于二极管内阻不是常数,该极点位置并不固定。而运算放大器A 本身也有极点,为了电路能够稳定工作,只好降低整个电路的通频带,这样就不适用于处理快信号。另外,信号从输入到反馈回来需一定的时间,称回路时间t 1,所以在电容上电压V c 达到V i 的峰值时,要经过t 1时间才能反馈回来,使二极管D 截止,这样就会产生过冲,过冲V p 的大小为: V p =∫t 0 +t 1t 0A 〔V i (t )-V 0(t )〕/〔C (Z d +Z C )〕d t 其中Z d 和Z c 分别为二极管D 和电容C 的阻抗,A 为运算放大器的开环放大倍数。由于A 通241 本工作得到国家自然科学基金金资助及中国科学院宇宙线与高能天体物理开放实验室资助
激光窄脉冲信号的峰值探测电路分析 摘要：激光窄脉冲信号的峰值功率检测对研究激光脉冲的能量特性和评估其毁伤效果具有很大的利用价值。本文对峰值保持电路进行改进，使其适合窄脉冲信号的峰值功率检测，并详细讨论了峰值保持电路的各项技术指标，得出放大器的带宽、转换速率，二极管的导通电阻、结电容及结间载流子的渡越时间，和缓冲器的输入电流对下垂速率及线性度的影响。根据各技术指标的影响合理选择器件，结合A/D采集功能给出了几种电路设计方案并比较它们的优劣。 关键词：激光窄脉冲信号；峰值保持；技术指标；A/D采集 Peak Holding Circuit Analysis for Laser Short Pulse Signal Abstract: A circuit which can complete peak holding function for laser short pulse signal power is with great value for its purpose to study its characteristic of energy and damage effect. In this paper, the peak holding circuit is improved to adapt to peak power detecting for laser short pulse signal , and some technical indexes ,which are OP bandwidth, slew rate, diode on-resistance, junction capacitance and carrier transit time, input current of buffer, are studied in detail for their effectiveness to droop rate and linear ratio. Based on technical indexes, several circuit design scheme are showed and compared of their good and bad with related to A/D sampling function. Keyword:laser short pulse signal；peak holding；technical index；A/D sampling
燕山大学课程设计说明书 燕山大学 课程设计说明书 题目：基于运算放大器的峰值检测电路设计 学院：电气工程学院 年级专业： 10级检测2班 学号： 学生姓名： 指导教师：温江涛 教师职称：讲师
燕山大学课程设计说明书 燕山大学课程设计（论文）任务书仪器科学与工程系基层教学单位：院（系）：电气工程学院 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
2013年6月28日 燕山大学课程设计说明书 目录 摘要 (2) 第一章设计要求及意义 (3) 1.1 设计要求 (3) 1.2 设计意义 (3) 第二章峰值检测电路的设计原理 (4) 2.1 峰值的跟踪与保持 (5) 2.2 复位开关 (7) 2.3 元件选取及参数计算 (10) 第三章 Multisim 仿真原理图及结果分析 (11) 3.1 Multisim 仿真原理图 (11) 3.2仿真结果分析 (12) 第四章总结与体会 (16) 参考文献····················································· 页17 共页1 第 说明书燕山大学课程设计
要摘软件进行Multisim本次课设要求基于运算放大器设计峰值电路，并按要求利用仿真结果演示。）的作用是对输入信号的峰值进行提取，峰值检测电路（PKD，Peak Detector，为了实现这样的目标，电路输出值会一直保持，直到一个新产生输出Vo = Vpeak（自动增益控制）电路和传感的更大的峰值出现或电路复位。峰值检测电路在AGC器最值求取电路中广泛应用。这种电路结构简单，性能稳定，易于实现，在工业仪表控制的采样电路中具有相当高工程实用价值。Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。 关键字：运算放大器峰值检测 555定时器 Multisim 页17 共页2 第 燕山大学课程设计说明书 第一章设计要求及意义 1.1 设计要求 本设计要求设计一个基于运算放大器的峰值检测电路（PKD，Peak Detector），对输入信号的峰值进行跟踪，保持，并输出，Vo = Vpeak，直到遇到更大峰值出现或电路复位。 根据任务书要求，总结设计要求如下： （1）输入信号是由10-100Hz的正弦波和三角波叠加而成。 （2）复位开关的周期为0.2s，即跟踪电容每0.2s放电一次。 （3）要求对输入信号的正相反相峰值同时进行跟踪。 1.2 设计意义 峰值检测是示波器中数据采集方式之一(另外有取样方式和平均方式)，这种技术起源于存
峰值检波器电路的设计 第一章绪论 检波器，是检出波动信号中某种有用信息的装置。用于识别波、振荡或信号存在或变化的器件。检波器通常用来提取所携带的信息。检波器分为包络检波器和同步检波器。前者的输出信号与输入信号包络成对应关系，主要用于标准调幅信号的解调。后者实际上是一个模拟相乘器，为了得到解调作用，需要另外加入一个与输入信号的载波完全一致的振荡信号（相干信号）。同步检波器主要用于单边带调幅信号的解调或残留边带调幅信号的解调。 从调幅波中恢复调制信号的电路，也可称为幅度解调器。与调制器一样，检波器必须使用非线性元件，因而通常含有二极管或非线性放大器。 检波器分为包络检波器和同步检波器。前者的输出信号与输入信号包络成对应关系，主要用于标准调幅信号的解调。后者实际上是一个模拟相乘器，为了得到解调作用，需要另外加入一个与输入信号的载波完全一致的振荡信号（相干信号）。同步检波器主要用于单边带调幅信号的解调或残留边带调幅信号的解调。 1.1检波器的构成
1.2.1包络检波器电路 图1是典型的包络检波电路。由中频或高频放大器来的标准调幅信号ua(t)加在L1C1回路两端。经检波后在负载RLC上产生随ua(t)的包络而变化的电压u(t)，其波形如图2所示。这种检波器的输出u(t)与输入信号ua(t)的峰值成正比,所以又称峰值检波器。 1.2.2包络检波器波形 包络检波器的工作原理可用图2的波形来说明。在t1 院 系： 机械工程学院 名 称： 模拟电子技术基础课程设计 题 目： 峰值检测电路 班 级： 测控技术与仪器091201 学 号： 学生姓名： ··· 指导教师： ··· 设计周数： 一 周 日期：2011年12月28日 设计报告 前言 现代生活有哪些离得开电子技术？几乎没有。电子技术在不断完善我们的生活，服务于我们，所以掌握电子技术具有很大的好处。经过一学期的模拟电子技术的学习，我们已掌握了它的基础。理论服务于实践，我们有必要通过一定的模拟电子实习来证明自己的收获。本设计为峰值检测电路，组成部分为波形输入部分，峰值检测部分和峰值显示输出部分。设计的目的就是检测输入波形的最大值。设计原理也简单易懂，但对于最初的要求已经达到，且误差较小。设计匆忙，定有不足，希望老师不吝赐教。 设计者 2011年12月28日 目录 一、设计内容 (5) 1.1设计目的 (5) 1.2设计要求 (5) 1.3设计方框图 (6) 二、理论分析 (6) 三、电压峰值检测电路 (7) 3.1 峰值检测的概念 (7) 3.2峰值检测原理 (8) 四、理论计算 (10) 五、仿真结果及分析 (11) 5.1 仿真过程 (11) 5.2调试与故障检测 (13) 六、设计总结 (13) 七、心得体会 (13) 八、参考文献 (14) 九、总的电路图 (15) 十、元器件清单 (16) 一、设计内容 1.1设计目的 1. 使学生在学完了《模拟电子技术》课程的基本理论，基本知识后，能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面，系统地进行电子电路的工程实践训练，锻炼动手能力，培养工程师的基本技能，提高分析问题和解决问题的能力。 2. 熟悉集成电路的引脚安排，掌握各芯片的逻辑功能及使用方法，了解面包板结构及其接线方法，了解峰值运算电路的组成及工作原理。 3. 培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字时钟系统的能力。 4. 培养书写综合设计实验报告的能力 1.2设计要求 设计一个峰值运算电路，使其能够将输入信号的峰值显示出来。 峰值检测电路（二） https://www.doczj.com/doc/bc10332480.html,/meijiangmiantk/blog/item/7c6b84debd949d1a4954 0397.html 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，可以认为其输出的直流电压数值上十分接近于交流电压的峰值。 图4.1 简单峰值检测电路 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)。峰值检测电路
峰值检测电路分析
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